党的二十届四中全会提出，“十五”期间，要在科技高水平上加快自力更生、自力更生，引领新生产力发展，占领科技发展制高点。研制“大国重要武器”无疑是攻克科技发展制高点的重大一步。 “十四五”期间，我国研制的“大电兵器”不断“攀登”得更高，达到了一个又一个现代化制高点。天空中，有实现首次未采样样品从月球背面返回地球的“嫦娥六号”，有中国第一个空间站“天宫”；地下，有一台领先的超大直径盾构挖掘机。从今天（10月25日）开始，“聚焦《三观》将推出“大国携重要武器爬得更高”系列节目。我手头上的这两个模型是我国自主研制的最大宽幅盾构盾构“江海”和“沧源”。它们看起来不大，但在施工现场它们就是五层多高、重达5000多吨的“铁龙”。这里是位于中国河口区的海台长江隧道施工现场。 江苏省长江流域。它深入地下数十米，并穿过长复合管段的内壁。我们从“江海”盾构机后部进入“江海”内部。长150米的“江海”，内部高度超过5层。从后到前，有100多米的后支撑系统，主要包括许多复杂的系统，例如 控制、排渣、注浆、电气、液压、导向、物料输送离子。后支撑系统前面是“贾延海号”主机的主要部分，主要包括推进、分段总成、驱动和刀盘挖掘系统。 “嘉诺豪”盾构机由中铁十四局和中铁建重工集团联合打造，最大开挖直径16.64米，专为海泰长江隧道工程定制。海太长江隧道连接江苏省南通市海门区和苏州市太仓市。越江隧道全长11.185公里，其中盾构隧道段长9315米。是“十四五”期间建设的国家重点过江通道。它是目前世界上最长的水下盾构公路，也是第一条设计时速100公里的跨江隧道。建成后，过江时间将由目前的1小时缩短至10分钟。陈健 少校中铁十四局盾构专家介绍：“该工程采用双向六车道，采用高速公路设计标准，设计时速为100公里每小时，因此比城市主干道或其他过河道建设标准更高、速度更快，因此隧道断面达到16米，开挖直径必须大于16.64米，是钻山过河的青蛙利器。” 海洋。被称为“工程机械之王”，是衡量一个国家制造业水平的重要标志。盾构机系统复杂、技术精密。其工作原理是旋转刀盘切削工作巷道表面的岩土层，边挖边组装巷道支护墙，最终形成定型地下巷道。 “江海号”最大挖掘直径为 16.64米。盾构机直径越大越硬呈指数级增长。中国铁建重工集团机械事业部副总经理张帅坤：“直径越大，对装配制造精度要求就越高。不仅是转向设备施工装配的精度，设备的可靠性对研制团队来说也是一个很大的考验。9315米，是目前世界上最长的水下盾构隧道距离，这对主轴承的可靠性是一个很好的考验。” 护盾引擎。主轴承被称为盾构盾构的“心脏”，是盾构机在掘进过程中几乎不可替代的部件。它是盾构机刀盘驱动系统的主要核心部件。这使得刀具旋转以实现隧道开挖。为确保“江海”能够完成9公里以上的超远距离挖掘任务，开发团队为“江海”配备了 最大直径直径8.6米，在世界上具有重要影响。张帅坤：“我们计算过7.6米的主轴承就可以满足我们的载荷要求，但最终选择设计时，我们选择了8.6米的主轴承。这也是目前国际上盾构机领域使用的最大直径的一体式主轴承的2倍多。海太长江隧道最大埋深为长江水面以下75米， 水压超过7.5巴，相当于指甲盖大小的面积必须承受7.5公斤的压力。然而，“江海”要挖掘9公里多，刀盘中的刀具不可避免地会磨损，必须更换才能继续工作。但在75米深的水压下换刀几乎是不可能的事 陈健：“目前都是用压缩空气 改变工具。最大极限达到6 bar。沃基6巴压力下的潜水需要专业的潜水操作人员，而且只能工作半小时。如果超过7.5巴，工作时间会更短，减压时间也会更短。为了攻克高压换刀的“障碍”，“吉安好奥”研制团队历时两年多的攻关，借鉴深海平台高压闸门的经验，创新研发常压换刀技术，为每台更换工具安装一个高压闸门。“江海”重达5000多吨，这样的“钢龙”在深海平台上挖掘软土层。 河底。工程要求必须严格控制地层扰动，沉降必须控制在毫米级。这就像在泥里打豆腐一样，你必须确保豆腐不会散开。与很多人的想法相反，只需两名技术人员即可操作如此精密复杂的庞然大物。作为国内最先进的盾构机，“吉安爱号”还创新应用了主轴承全状态实时监测系统、先进地质预报系统、部分智能装配机器人等数十项新技术。它不仅仅是一台高度自动化的机器，智能盾构机也是一台数字化盾构机。 “嘉诺”的数十个系统配备了数千个传感器。产生的海量数据不仅汇聚在主控室，还实时发送至地面控制平台。在海台长江隧道中，“江海”负责开挖右侧隧道，左侧隧道正在开挖另一台同样先进的国内超大直径盾构“沧源”。 “苍元”挖掘机直径达到16.66米，机器总长度176米，总重量超过5，650吨。由中交天河开发。中交天河机械装备制造有限公司设计院副院长、总工程师徐寅：“我们的盾构机可以说是大型化、智能化，这个盾构机在关键部件和智能化方面都达到了国际水平，我们的新技术目前已经在20多个国家使用。”中交隧道局海台长江隧道项目机电总工程师莫康刚：“为了确保施工安全，未来三年，面对超长距离开挖施工任务，我们要精心安排、奋力拼搏，集中力量剔除海台隧道。”两台代表国内领先水平的国产超大直径盾构机的身影映入眼帘。 二十年前，在世界范围内开挖隧道是不可想象的。当时，在中国市场，国外品牌盾构机完全占据主导地位d 市场。张帅坤：“以前我们用的是国外品牌的进口设备，即使出现一点小故障，也要等外国专家来，配件也要从国外送来，有时要等好几个月，这给我们的项目建设造成了很大的限制。”关键技术不能被别人控制。经过二十年的不断自主创新，国产精机从无到有，从现有到优秀，终于赶超并领先。目前，中国盾构机全球占有率已达70%，产品出口五大洲40多个国家和地区。特别是“十四五”期间，我国超大直径盾构机产业实现了跨越式发展，形成了全产业链产业化能力。业内通常将直径14米及以上的TBM称为超大直径TBMS。中国工程机械工业协会分会会长、中交天河机械制造装备有限公司党委书记、董事长张英明表示：“国内特色的开发应用国内特色快速增长，加速技术联姻，深化应用快速增长，加速技术多元化，深化应用快速发展。” 智能盾构水平发展迅速，应用场景从地铁、公路隧道到江海通道、深层隧道。中交天河公司研发的岩石立式掘进机今年6月在天山胜利隧道工程中成功贯通世界最深竖井，解决了隧道过长的通风问题。这里是中国铁建“江海”盾构机的诞生地湖南长沙重工业。中国近一半的盾构机是在这里研发和制造的。依托过去数千台TBM研发、生产、施工运营积累的海量数据，这里的科研人员正在研发最新的TBM数字孪生大模型技术。大国的生存离不开盾构机这样的重要国家武器，但这些重要武器的基础核心技术是买不来的。否则，就必须依靠我们自己的创新。中国盾构机从跟随领先的历程告诉我们，当国家的综合实力和科技实力不断提高，产业链不断发展和完善时，我们才能发展出世界领先的重型装备。下一个“十五五”时期，我们中国盾构机将继续向更大的挖掘直径、更快的挖掘速度、更深的挖掘方向努力g，以及更多的应用场景，变得更高、更智能、更绿色，在技术领域持续领先世界，也帮助实现更多项目。