挖隧道利器 陆制盾构机出口了

大陆隧道施工经历的四个阶段

2018年8月21日，厦门地铁3号线的工人在用气焊设备拆除盾构机的隔板。（新华社）

民众在广州地铁博物馆内参观盾构机模型。（新华社资料照片）

北方重工集团工人拆解出口到巴西圣保罗的盾构机。（新华社资料照片）

大陆生产的盾构机日新月异。光是在最近几天，大陆首台采用全部自主技术和多项国产核心零件的复合地层超大直径泥水盾构机「振兴号」在常熟下线。另外，由中铁工程装备集团研制、出口义大利的大直径土压平衡盾构机日前也在郑州下线，这是大陆高端隧道掘进装备首次运用在欧盟核心区域。

在隧道开掘领域，采用盾构机进行施工是一种世界通用方法。十几年前，大陆不能够自主研发制造盾构机。从2000年开始，大陆新一轮的地铁、铁路和公路的大规模建设，需要大量的盾构设备，但面临核心技术缺失、经验不足的问题。随着在隧道挖掘中越来越多采用盾构法，大陆工程师和技术工人苦钻技术，在盾构机施工方法、盾构机刀头设计和加工等领域已经成为世界的创新者、引领者。

耗费十几年自主研发

大陆没有盾构机以前，开挖隧道和地洞都是靠人工。在大陆，有一部很多人小时候熟悉的电影《地道战》，描写的是抗日战争时期，八路军联合当地老百姓，在华北地区开挖隧道，就是一锹土、一锄头地把土开挖下来，然后再用土兜把它运出去。

北京修建地铁一号线的时候，大陆工程界采用的是矿山法施工，也就是爆破。环境差而且很危险，工作效率也很低，一天只能开挖几米。十几年前，大陆尚无法自主研发制造盾构机。从2000年开始，新一轮的地铁、铁路和公路的大规模建设，需要大量的盾构设备。

「当时就需要大量从国外进口。中国如果没有自己的盾构机，那么工程建设的进度就得不到保障，技术也受制于人。所以说，中国如果要大规模地开展地铁建设，要实现中国速度，我们必须要研发制造自己的盾构机。」孙雪丰是中国铁建重工集团掘进机事业部的工程师，负责盾构机的研发设计工作。「我非常幸运，毕业以后就来到了我所工作的中国铁建重工集团。那时候，国产盾构机的研发才刚刚起步」。

以机器人任危险工作

盾构机在大陆的研发不断进展，但也曾遇到瓶颈。孙雪丰举例，盾构机在掘进的时候，是靠牙齿来咬前方的岩土；时间长了之后，牙齿容易崩掉。普通的盾构机，工人都是在进到前方的土体里面进行换刀，水压很高，非常危险。我们设计了这种常压换刀的技术之后，人可以进到刀盘的结构里面去，由高压变成常压，让作业人员更安全。

又比如说正在研发的隧道智慧拼装机器人技术，就是让机器来代替人去进行管片的拼装和TBM的钢拱架安装。在TBM掘进过程中，后方的岩体非常容易坍落，人拼装钢拱架就非常危险，用机器来代替人，可以减轻他们的劳动强度，从而让隧道的施工更加安全、更加高效。