“地下蛟龙”领跑记（为这些科技突破点赞④）(2)

我国技术人员一边施工一边摸索钻研，通过反复操作、维修、保养等，慢慢掌握了盾构施工的基本要领。2007年，陈鹏参加了中标的南京长江隧道工程建设，这是在长江隧道项目中，国内施工团队首次独立使用大直径盾构机施工。之后，我国盾构施工技术一日千里，如今多项技术处于国际领先水平。

中国依赖国外盾构机的局面也被打破。一台常规直径盾构机，重量超过3000吨，机、电、液、气、传感等零部件超过3万个。如此多部件集成在一起，如何保证协调运转？这曾令研发人员头疼不已。铁建重工掘进机总厂总工程师孙雪丰说，研制盾构机需要一个庞大的跨学科、跨专业、跨行业的产业技术体系支撑，制造工艺复杂，光设计图纸就有数千张。

2002年，盾构机研制被列入“863计划”，中铁隧道集团牵头。经过多年产学研攻关，于2008年制造出我国首台具有自主知识产权的盾构机。其间，我国盾构技术攻关的队伍日益壮大，有浙江大学、华中科技大学等科研机构，也有铁建重工、北方重工、中交天和等制造厂商。

目前，“京华号”已顺利掘进400多米，盾构机的多项设计指标在施工中得到验证。这意味着我国自主研发的最大直径盾构机总体达到国际先进水平，我国实现了盾构机研制和盾构施工技术从“跟跑”到“领跑”的跨越。

逐代优化，盾构机常压换刀技术历经四代

制造盾构机，发达国家有上百年历史，我国何以能快速实现追赶？业界专家的答案是：施工技术与制造技术相互促进是关键。

专家表示，盾构机研制技术的不断优化，更多来自施工的持续反馈。

以盾构机换刀技术为例。在盾构机掘进中，刀具损坏了怎么办？传统的方式是带压换刀，这需要繁琐的加压进舱、减压出舱等操作，耗时长、费用高，还存在安全风险。在施工过程中，技术人员提出常压换刀设想。在南京长江隧道工程中，中铁十四局施工团队联合制造商，调整了盾构机结构，研发并成功试用了第一代常压换刀技术。

2010年，中铁十四局负责施工的南京地铁10号线过江隧道工程，面对复杂的地质和高水压，技术人员联合科研人员重新设计了换刀的结构体系，研发出第二代常压换刀技术——套筒油缸式换刀技术，并首次应用在11米级直径盾构施工中。

换刀技术在工程实践中持续改进创新。在2015年中标的武汉地铁8号线工程掘进中，针对江底不同岩性复合地层的地质条件，中铁十四局施工团队首次开发了滚齿互换式换刀技术，成为第三代常压换刀技术。

据介绍，“京华号”配备的已是第四代常压换刀技术。从带压到常压，逐代优化，这一从实践中反馈研发、不断提升的换刀技术，如今已成为大盾构研制的常规选项。

“我国盾构施工市场需求大，遇到的地质种类多，能够持续反馈，推动盾构机自主研发快速更新迭代。”陈鹏说，比如，2017年9月我国研制的超大直径盾构机“沅安号”就配置了常压换刀，在新技术应用上，国内盾构机很快赶上了国际一流水平。

丰富多样的基建施工需求，也推动我国盾构产品向小微化、巨型化、异形化发展。除大直径泥水平衡盾构机“京华号”外，国产大直径土压平衡盾构机、大直径硬岩盾构机等产品也纷纷下线，开创了一系列隧道新型开挖模式。

盾构机制造水平的提升，反过来为盾构施工应用打开了广阔的市场，在铁路工程、水利工程、城市改造等领域大显身手。

国产盾构机走出去，成为中国制造的亮丽名片