我國自主研制的全球最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)“啟明號”1月13日正式始發(fā)。

從高空俯瞰，“啟明號”如同一只巨大的“八爪魚”，穩(wěn)穩(wěn)撐起整個(gè)豎井。2個(gè)截割機(jī)械臂深入水下，實(shí)現(xiàn)高效開挖。

這臺(tái)2025年研制成功的新產(chǎn)品，一改傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)只能橫著挖的局限，可實(shí)現(xiàn)垂直向下挖掘，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)豎井施工效率低、風(fēng)險(xiǎn)大的短板。

盾構(gòu)機(jī)，被譽(yù)為“工程機(jī)械之王”。習(xí)近平總書記在中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司考察時(shí)強(qiáng)調(diào)：“推動(dòng)中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變。”

如今，我國盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張、技術(shù)能力顯著提升、國際化步伐不斷加快等特征。全球每10臺(tái)盾構(gòu)機(jī)就有7臺(tái)來自中國，中國盾構(gòu)機(jī)核心部件國產(chǎn)化率超90%。

高效開挖、樣樣在行，國產(chǎn)盾構(gòu)技藝高超。

河南能源焦煤中馬村礦，一場革新正悄然展開。

只見“焦煤號”掘進(jìn)機(jī)猶如一只靈活的蚯蚓，在地下掘出迷宮式的巖巷。即使面對強(qiáng)度超140兆帕的極硬巖石，“焦煤號”的“鐵齒銅牙”也能輕松“啃下”。

作為一名全能型選手，“焦煤號”同時(shí)具備前進(jìn)、爬坡、小直徑拐彎等能力，創(chuàng)造了單月掘進(jìn)606米的優(yōu)異成績。

“‘焦煤號’的成功研制，為大斷面、大傾角、高應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)條件下的巖巷掘進(jìn)探索出一條新路徑，使極硬巖掘進(jìn)效率提升40%，成本降低60%，為保證礦井采掘有序接替創(chuàng)造了條件。”“焦煤號”技術(shù)負(fù)責(zé)人張廣輝說。

“領(lǐng)航號”成功掘進(jìn)超萬米，挑戰(zhàn)盾構(gòu)機(jī)使用極限；“永寧號”以近40度傾角精準(zhǔn)貫通兩條千米級斜井……國產(chǎn)盾構(gòu)技能持續(xù)升級，可實(shí)現(xiàn)立體空間全方位、多角度掘進(jìn)。

由小變大、由大變小無級調(diào)節(jié)，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)練就獨(dú)門絕技。

誕生近200年，傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)都是“一生一徑”，即下線時(shí)開挖直徑為多少，整個(gè)生命周期都無法改變。

改變發(fā)生在2025年。我國下線了全球首臺(tái)原位連續(xù)大尺寸可變徑盾構(gòu)機(jī)“變徑一號”。它的刀盤開挖直徑能夠在8.83米到12.45米之間實(shí)現(xiàn)“小變大、大變小”的無級調(diào)節(jié)。

將盾構(gòu)機(jī)升級為“變形金剛”，有何好處？

地鐵施工，分為區(qū)間隧道與站臺(tái)層隧道。以前，區(qū)間隧道可采用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，但站臺(tái)層隧道只能依靠人工。

“變徑一號”則可以先以小直徑快速掘進(jìn)區(qū)間隧道，到達(dá)車站后，原位“擴(kuò)徑”，開挖出更寬的站臺(tái)隧道，完成后再“縮徑”繼續(xù)向前，全程無需拆機(jī)或增設(shè)工作井，做到“一站兩隧、連續(xù)成型”無間斷施工。

“這得益于我們?yōu)?lsquo;變徑一號’裝上的‘變形骨架’，它能夠在隧道內(nèi)自主完成刀盤擴(kuò)張、骨架重構(gòu)等復(fù)雜動(dòng)作，變徑過程開挖面積可擴(kuò)大近一倍。”中鐵華隧生產(chǎn)技術(shù)部副部長賴偉龍說。

細(xì)數(shù)“變徑一號”各項(xiàng)指標(biāo)，無論是原位變徑，還是連續(xù)變徑，抑或是大尺寸變徑，均屬國際首創(chuàng)，是我國高端裝備制造的又一里程碑。

從單一裝備到組團(tuán)出海，國產(chǎn)盾構(gòu)備受青睞。

眼下，澳大利亞悉尼西部港灣項(xiàng)目現(xiàn)場，中國迄今為止出口海外最大直徑盾構(gòu)機(jī)“帕蒂加朗號”“巴蘭加魯號”姊妹花正在進(jìn)行組裝、調(diào)試及始發(fā)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

姊妹花的第一大優(yōu)點(diǎn)，是擁有“大塊頭”，開挖直徑達(dá)15.7米，屬于超大直徑盾構(gòu)機(jī)。

曾經(jīng)，中國企業(yè)無法制造超大直徑盾構(gòu)機(jī)。直至2017年，我國才成功下線首臺(tái)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的15米級盾構(gòu)機(jī)。此次，姊妹花成功出口澳大利亞，代表了全球高端市場對中國超大直徑盾構(gòu)機(jī)的認(rèn)可。

從依賴進(jìn)口到逆向出口，國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)了從“跟隨”到“引領(lǐng)”的躍變。

姊妹花的第二大優(yōu)點(diǎn)，是擁有“大智慧”。盾構(gòu)機(jī)首次集成了刀盤刀具檢測與泥餅處理機(jī)器人、盾構(gòu)刀具更換機(jī)器人等智能裝備，大幅提升盾構(gòu)機(jī)智能化水平。

據(jù)介紹，姊妹花負(fù)責(zé)掘進(jìn)的隧道最大埋深達(dá)海平面下52米，整體呈“S”形蜿蜒前行，需穿越砂巖、粉砂與粉質(zhì)黏土層等復(fù)雜地層。

“這樣的跨海、深埋高水壓隧道施工，對盾構(gòu)機(jī)刀盤磨損較大，需要不定期更換刀盤刀具。”中鐵裝備國際事業(yè)部總工程師陳昆鵬說，海底換刀是行業(yè)公認(rèn)的難題，換刀機(jī)器人不僅可將換刀作業(yè)時(shí)長從2至4小時(shí)壓縮至30分鐘，而且從根本上杜絕了人員在高危環(huán)境下作業(yè)的安全隱患。

成功中標(biāo)迪拜地鐵藍(lán)線項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)從盾構(gòu)機(jī)到外制冷系統(tǒng)、隧道管片運(yùn)輸車等“盾構(gòu)生態(tài)圈”的組團(tuán)出海；拿下奧地利抽水蓄能電站隧道工程項(xiàng)目，成功出口8米級敞開式硬巖掘進(jìn)機(jī)……目前，中國企業(yè)已占據(jù)全球盾構(gòu)機(jī)銷量前兩名，躋身全球一線品牌行列，產(chǎn)品覆蓋六大洲30多個(gè)國家和地區(qū)。