又一台最大盾构机诞生，中国盾构机三大厉害之处是哪些？

中国被世界称为基建狂魔，近日再添盾构利器，最大盾构机在长沙下线！此盾构机直径16.07米，命名“京华号”，将用于北京东六环改造工程，重吨、长米，一次性开挖隧道断面近6层楼高，是当之无愧的的国之重器！刀头涂装十分漂亮的红色京剧脸谱，代表忠勇义烈，该设备的成功研制有力巩固了国产超大直径盾构机核心技术自主可控能力！

盾构机行业通常把直径12米及以上的盾构机划分为超大直径盾构机。这种尺寸盾构机集机械、电气、液压、信息、传感、光学等尖端技术于一体，对于盾构机设备的可靠性要求极高。

本次“京华号”应用了常压换刀、伸缩主驱动、高效大功率泥水环流系统、高精度开挖面气液独立平衡控制等多项核心技术；同时创新搭载了管环收敛测量、管环平整度检测、同步双液注浆等系统装置，使高强度、高风险、高污染的隧道掘进作业转变成相对安全、高效的绿色施工模式。

盾构机是大国重器，但仍然有很多人不明白什么是盾构机，下面介绍一下：

盾构机是隧道掘进机简称。用大白话来讲就是挖隧道的机器，用正规语言来讲就是一种隧道掘进的专用工程机械。盾构，这个词是由两个单词构成的。盾+构，简单来说，盾就是前面支撑开挖面的稳定体系，相当于拿着盾牌保护；构就是在盾的保护下，后面的构筑地下结构的体系，相当于把家里的毛坯房贴上瓷砖、吊顶装修、安全性加固、美观。

现代盾构掘进机技术非常复杂，它是集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，设备涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，并且需要按照不同的地质条件进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

（衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中）

盾构机被称之为机械工程之王！盾构掘进机的具体用途非常广泛：常用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机问世至今已有近年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。

盾构机工作原理：盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

盾构机的工作步骤：

一、盾构机的掘进

盾构机的液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。

二、掘进中控制排土量与排土速度

当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。

三、管片拼装：盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道可以—次成型。

通常管片拼装成一个圆环固定在地道壁上。这时盾构机配套系统输进浆液并主动灌注在地道壁与管片之间，再经工人手工把持，将管片与管片之间用螺栓固定住。接下来，盾构机将继续向前推动1.2米左右，也就是一环管片的长度，这时候盾构机上的油缸主动缩短留出粘贴管片的空地，另外一个新管片便可以顶在已安装好的管片上，按照这样一个顶着一个下往，最终一个圆形的地铁地道骨架便搭建成了。

比如英吉利海峡隧道的最高盾构掘进记录为米/周，平均掘进速度约为m/周，正常情况下，盾构机是24小时不停机运行的，只有换刀、机械检修或其他意外情况时，盾构机才会停机。这样预算下来，英吉利海峡隧道最快掘进速度应该在3-5m/小时之间。

比如青岛西海岸新区首台盾构机——地铁1号线西海岸新区安安区间（安子东站至安子站）盾构机从安子东站出发掘进。据了解，盾构机以每天9米至10.5米的速度沿新港山路及长江东路向安子站掘进。

沈阳地铁九号线汪河路站盾构施工现场，“行健号”盾构机10天掘进70米！

盾构机的发明者——布鲁内尔。专家一致的观点是布鲁内尔是第一个注册了盾构专利，并在泰晤士隧道修建中得到应用，但媒体对于布鲁内尔的介绍相对比较模糊，一种说法是法国工程师布鲁诺尔，另外一种称英国工程师布鲁内尔。

其实，布鲁内尔有两个人，他们是父子关系。

父亲马克·伊桑巴德·布鲁内尔（MarcIsambardBrunel，—年），是钻挖式隧道掘进机专利技术的联合申请人，通常称他为盾构专利的发明人，他对于盾构机的发明灵感来源于船蛆。

儿子伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（IsambardKingdomBrunel，6—年），是英国的工程师，在年英国广播公司举办的“最伟大的名英国人”评选中名列第二，仅次于英国首相温斯顿·丘吉尔。

另外一种说法，最早进行研究盾构机的的是法国工程师M.I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启示，在年开始研究盾构法施工；年在英国伦敦泰晤士河下用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道。在施工过程中遇到很大阻力，并且两次被河水淹没，直到年，使用了改良后的盾构设备，最终才于年完工。

其后，P.W.巴洛在年在泰晤士河底,用一个直径2.2米的圆形盾构建造隧道。年在英国伦敦地下铁道城南线施工中，英国人J.H.格雷特黑德第一次在粘土层和含水砂层中采用气压盾构法施工，并第一次在衬砌背后压浆来填补盾尾和衬砌之间的空隙，创造了比较完整的气压盾构法施工工艺，为现代化盾构法施工奠定了重要基础。

盾构法，是一种全机械化的隧道施工方法，是通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生岩土坍塌。同时，在开挖的前方用切削装置进行岩土的开挖，然后通过运土机械装置把土渣外运出洞，并且依靠千斤顶在后部进行加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

由于盾构施工技术对环境影响很小而被广泛地采用，得到了迅速的发展。盾构法隧道施工在地铁的开挖中应用最为广泛。

在实施盾构法隧道施工工作中，必须熟悉和掌握施工质量及监控重点，从而保证工程质量。盾构法施工的内容包括盾构的开挖、到达、盾构掘进、衬砌、压浆和防水等。目前，国内的隧道掘进设备市场的占有率可达到90%以上，在全球市场上占据三分之二以上的市场份额。

国内盾构机的六大主力分别是：铁建重工、中铁装备、中交天和、上海隧道、三三工业、北方重工，这六家成为中国6大盾构机领先企业。

1、铁建重工：中国铁建重工集团有限公司成立于年，隶属于中国铁建股份有限公司，是集高端地下装备和轨道设备研究、设计、制造、服务于一体的专业化大型企业。这家企业创建了掘进机、特种装备、轨道设备、磁浮装备四大产业板块，掌握了多项具有世界领先水平和自主知识产权的核心技术，连续多年主要经济指标以30%的增长率在快速增长。

2、中铁装备：是中国中铁股份有限公司的直属子公司,是专业从事隧道掘进机(盾构机和硬岩掘进机)研发制造和技术服务的大型国有企业。年7月，首创矩形盾构应用于郑州市政取得成功，之后又应用于新加坡地铁项目，成为国产异形掘进机走向海外的首个成功案例。年1月，研制出具有完全自主知识产权的国产硬岩掘进机，推动这一技术成功跻身世界第一方阵。

年1月，3.5米世界最小直径硬岩掘进机研制成功，应用于黎巴嫩大贝鲁特供水项目等，这是中国自主品牌硬岩掘进机首次被欧美等国家采用，成为中国“智”造高端装备走向成熟的重要标志。在与世界掘进机顶尖品牌全面对标过程中，中铁装备在国际顶尖品牌企业的非标产品标准化设计、先进制造工艺、高效质量控制体系等方面具有很大优势。

值得一提的是，中铁装备研制的两台大直径土压平衡盾构机在郑州下线。这两台盾构机是为修建法国巴黎地铁订制的。这是中国盾构机第一次反向出口到世界盾构机的发源地和制造强国，中国掘进机自此顺利进入全球顶级高端市场，打破了国外掘进机企业对高端市场的垄断。岂不知，法国是世界盾构机的发源地，法国也一直是世界盾构机制造的大国和强国。

巴黎地铁一直以高标准、高定位、高水准闻名于世，此次中铁装备通过与意大利和法国知名企业密切合作，成功以创新技术、过硬质量及高品质服务赢得客户的认可，成为进入大巴黎地铁的第一家中国掘进机企业。

3、中交天和：中交天和机械设备制造有限公司系国资委下属中国交通建设股份有限公司成员公司。年，中交天和设计制造的φ14.93m“天和号”超大泥水气压复合盾构投入南京纬三路过江隧道使用，集成了世界上各项成熟技术，具有世界领先水平，先后获得“国家重点新产品”、“中国机械工业科学技术奖一等奖”和“工业和信息化部中国首台套科技成果鉴定”等殊荣，打破了国外盾构对中国超大盾构领域的垄断，具有划时代的意义。

公司研制的直径14.93米超大直径盾构机荣获中国机械工业科学技术一等奖、苏州市科学技术一等奖、国家工信部首台套鉴定等多项荣誉，公司成为国内超大直径盾构机制造的先行者，国内唯一研制成功超大直径盾构机的制造商。

4、上海隧道：上海隧道工程有限公司机械制造分公司，是具有国家特级总承包资质、机电设备安装一级资质的上海隧道工程有限公司全资直属企业。

上海隧道自年在上海塘桥进行盾构研制试验开始，一直坚持自主创新。上海隧道是盾构隧道技术创新的先行者。

年，自行设计制造了国内第一台Φ10.22m网格挤压盾构，应用于中国第一条越江隧道——上海打浦路越江隧道施工，打破了外国专家“在上海挖掘隧道就好比在豆腐里面打洞”的预言。

年，自行研制Φ4.35m加泥式大刀盘土压平衡盾构，并成功应用于上海南站过江电缆隧道盾构工程，获得了国家级科技进步一等奖。国内首条城市轨道交通类矩形盾构法隧道在宁波轨道交通3号线贯通，这意味着由隧道股份上海隧道研发制造的世界最大断面、中国首台类矩形“阳明号”盾构首秀成功。

5、三三工业：辽宁三三工业有限公司是科技型民营装备制造企业，主导产品为大型超大型数控机床、盾构机/TBM隧道掘进机等。年12月8日，由辽宁三三工业有限公司自主研制的复合盾构在深圳地铁9号线工程中成功穿越了世界罕见的桩基群，成为中国首台受CCTV2

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