国产盾构机高效开挖样样在行（向新向优的中国产业）

本报记者 李心萍

我国自主研制的全球最大直径竖井掘进机“启明号”1月13日正式始发。

从高空俯瞰，“启明号”如同一只巨大的“八爪鱼”，稳稳撑起整个竖井。2个截割机械臂深入水下，实现高效开挖。

这台2025年研制成功的新产品，一改传统盾构机只能横着挖的局限，可实现垂直向下挖掘，弥补了传统竖井施工效率低、风险大的短板。

盾构机，被誉为“工程机械之王”。习近平总书记在中铁工程装备集团有限公司考察时强调：“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变。”

如今，我国盾构产业呈现市场规模持续扩张、技术能力显著提升、国际化步伐不断加快等特征。全球每10台盾构机就有7台来自中国，中国盾构机核心部件国产化率超90%。

高效开挖、样样在行，国产盾构技艺高超。

河南能源焦煤中马村矿，一场革新正悄然展开。

只见“焦煤号”掘进机犹如一只灵活的蚯蚓，在地下掘出迷宫式的岩巷。即使面对强度超140兆帕的极硬岩石，“焦煤号”的“铁齿铜牙”也能轻松“啃下”。

作为一名全能型选手，“焦煤号”同时具备前进、爬坡、小直径拐弯等能力，创造了单月掘进606米的优异成绩。

“‘焦煤号’的成功研制，为大断面、大倾角、高应力等复杂地质条件下的岩巷掘进探索出一条新路径，使极硬岩掘进效率提升40%，成本降低60%，为保证矿井采掘有序接替创造了条件。”“焦煤号”技术负责人张广辉说。

“领航号”成功掘进超万米，挑战盾构机使用极限；“永宁号”以近40度倾角精准贯通两条千米级斜井……国产盾构技能持续升级，可实现立体空间全方位、多角度掘进。

由小变大、由大变小无级调节，国产盾构机练就独门绝技。

诞生近200年，传统盾构机都是“一生一径”，即下线时开挖直径为多少，整个生命周期都无法改变。

改变发生在2025年。我国下线了全球首台原位连续大尺寸可变径盾构机“变径一号”。它的刀盘开挖直径能够在8.83米到12.45米之间实现“小变大、大变小”的无级调节。

将盾构机升级为“变形金刚”，有何好处？

地铁施工，分为区间隧道与站台层隧道。以前，区间隧道可采用盾构机掘进，但站台层隧道只能依靠人工。

“变径一号”则可以先以小直径快速掘进区间隧道，到达车站后，原位“扩径”，开挖出更宽的站台隧道，完成后再“缩径”继续向前，全程无需拆机或增设工作井，做到“一站两隧、连续成型”无间断施工。

“这得益于我们为‘变径一号’装上的‘变形骨架’，它能够在隧道内自主完成刀盘扩张、骨架重构等复杂动作，变径过程开挖面积可扩大近一倍。”中铁华隧生产技术部副部长赖伟龙说。

细数“变径一号”各项指标，无论是原位变径，还是连续变径，抑或是大尺寸变径，均属国际首创，是我国高端装备制造的又一里程碑。

从单一装备到组团出海，国产盾构备受青睐。

眼下，澳大利亚悉尼西部港湾项目现场，中国迄今为止出口海外最大直径盾构机“帕蒂加朗号”“巴兰加鲁号”姊妹花正在进行组装、调试及始发前的各项准备工作。

姊妹花的第一大优点，是拥有“大块头”，开挖直径达15.7米，属于超大直径盾构机。

曾经，中国企业无法制造超大直径盾构机。直至2017年，我国才成功下线首台具有自主知识产权的15米级盾构机。此次，姊妹花成功出口澳大利亚，代表了全球高端市场对中国超大直径盾构机的认可。

从依赖进口到逆向出口，国产超大直径盾构机实现了从“跟随”到“引领”的跃变。

姊妹花的第二大优点，是拥有“大智慧”。盾构机首次集成了刀盘刀具检测与泥饼处理机器人、盾构刀具更换机器人等智能装备，大幅提升盾构机智能化水平。

据介绍，姊妹花负责掘进的隧道最大埋深达海平面下52米，整体呈“S”形蜿蜒前行，需穿越砂岩、粉砂与粉质黏土层等复杂地层。

“这样的跨海、深埋高水压隧道施工，对盾构机刀盘磨损较大，需要不定期更换刀盘刀具。”中铁装备国际事业部总工程师陈昆鹏说，海底换刀是行业公认的难题，换刀机器人不仅可将换刀作业时长从2至4小时压缩至30分钟，而且从根本上杜绝了人员在高危环境下作业的安全隐患。

成功中标迪拜地铁蓝线项目，实现从盾构机到外制冷系统、隧道管片运输车等“盾构生态圈”的组团出海；拿下奥地利抽水蓄能电站隧道工程项目，成功出口8米级敞开式硬岩掘进机……目前，中国企业已占据全球盾构机销量前两名，跻身全球一线品牌行列，产品覆盖六大洲30多个国家和地区。