年4月，亚洲最大直径的土压平衡盾构在北方重工集团有限公司下线。该台盾构专为法国布依格公司总包项目——香港莲塘公路隧道项目量身定做，被誉为亚洲最大的“地下航母”。

亚洲最大土压平衡盾构现场启动仪式

该盾构应用于莲塘-香园围口岸工程的龙山隧道，盾构掘进启动仪式于年8月31日在施工现场举行。龙山隧道长度4.8km，其中海底穿越长度约为2.5km，最小转弯半径m，主要地质为软土、混合地层、火山岩及部分断裂带，整体地质条件复杂多变，要求盾构具备广泛的地质适应能力。

该工程为一条双向四车道的公路隧道，完工后将极大地缩短香港与广东省东部、福建南部和江西之间的交通距离和通勤时间，可有效地促进未来区域合作与发展。同时，跨境客运和货流将变得更顺畅高效，新的口岸设施将在维持香港的长期经济增长中发挥战略性作用。

该盾构是北方重工集团目前生产的最大直径盾构，也是亚洲最大直径的土压平衡盾构。盾构的开挖直径为14.1m，整机重量约t，整机长度m，总装机功率kW，总推力kN。

香港莲塘公路隧道项目工程概况

14m级直径的盾构属于超大断面巨型掘进装备，巨型掘进装备在全世界的保有量不到30台。北方重工制造的这台14.1m直径的土压平衡盾构，采用了刀具实时磨损检测系统、自动换刀装置、刀盘驱动柔性联接技术等多项最新技术，并申报了知识产权。

由于超大直径盾构的刀具转动线速度高、切削轨迹更长，因此刀具磨损情况更复杂，很难通过常规的经验判断磨损程度。由于盾构将穿越海底隧道，为了精确掌握刀具的磨损程度，北方重工开发出一套刀具实时磨损检测系统。该系统利用了电阻感应和远程测控技术，通过试验数据，优选出反馈灵敏、环境适应性广和抗干扰强的电阻感应应变片，将应变片置于滚刀刀体内，搭建一个测量刀刃厚度的电阻回路，回路通过数据电缆和旋转电刷将检测值实时传输至监控机，并以图形和曲线的形式真实反映刀具的磨损，帮助用户及时准确了解刀具状态，为刀具的精细化管理提供了基础。另外，由于开挖舱温度一般情况下在60℃~80℃内，为避免温度变化对检测数据的影响，该项检测技术在检测回路增加了温度补偿应变片，打破了传统刀具压力油检测的局限性，实现了实时检测和磨损量化的要求。

超大直径土压平衡盾构在车间组装

该盾构穿越的地质主要是砂岩和石灰岩，岩石抗压强度超过60MPa，因此在海底隧道内，刀具更换是不可避免的。为解决人工带压作业换刀风险大、效率低、成本高的难题，北方重工研发出一套能在渣土、泥水等复杂环境下作业的多自由度机械臂，采用了人体仿真模糊控制技术和负载作用力反馈技术，实现机械臂的捕捉、移动、定位等功能。自动换刀技术的应用，完全避免了人工带压进舱换刀的巨大风险，同时极大地提高了换刀的作业效率，加快了施工进度。

该设备的刀盘驱动采用直径7.8m的超大直径主轴承，整个刀盘驱动的重量达到t。针对刀盘驱动与盾体联接的难题，北方重工采用了全新的油缸联接方法，即油缸代替高强螺栓，将刀盘驱动与盾体通过液压油联接起来，液压油能够过滤载荷的峰值，使整个刀盘驱动以及主轴承受力更好，冲击更小，避免损害，延长使用寿命。采用油缸联接的刀盘驱动能在一定范围内主动调整刀盘开挖方向，因此能更好的拟合的隧道规划轴线，更适宜于曲线隧道的掘进。

这台具有超大直径、超高制造标准与装配难度的盾构成功研制，填补了我国巨型土压平衡盾构的技术空白，使北方重工在践行习近平总书记提出的“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”的路上又前进了一大步！

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节选自《中国竞争力-中国盾构》

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