全球首臺！中國盾構機實現“變形金剛”式突破，將在廣州地鐵“上崗”

近日

由廣州地鐵集團牽頭

中鐵工程裝備集團等單位參與的

“十四五”國家重點研發計劃

“城市軌道交通可變徑盾構站隧一體化

綠色建造關鍵技術與裝備”項目

取得重大進展

項目團隊自主研制的

全球首臺原位可變徑盾構機“變徑一號”

在中鐵華隧聯合重型裝備公司成功下線

圖源：廣州地鐵

“變徑一號”盾構機相較于普通盾構機的顛覆性突破，在于同時高效實現了原位變徑、連續變徑和大尺寸變徑等功能，各項技術均屬國際首創。

“變徑一號”的誕生，徹底顛覆了傳統盾構機只能固定直徑掘進的歷史。它創新性地采用了可變徑盾構站隧一體化綠色建造技術，如同為這臺地下巨龍裝上了靈活的“伸縮骨骼”，使其直徑能夠在8.83米到12.45米之間實現“小變大、大變小”的無級調節。

其工作模式堪稱工程界的“變形金剛”。在隧道施工中，它先以較小直徑掘進區間隧道；到達車站位置后，無需拆解或轉場，便能直接在原地“擴徑”，開挖出更為寬闊的車站隧道空間；完成車站段施工后，又可智能“縮徑”，繼續向下一區間邁進。這一氣呵成的過程，從根本上避免了傳統工法所需的中途拆機、增設工作井等繁瑣環節。

集成三大核心功能

填補國內外行業技術空白

原位變徑

盾構機掘進過程中在既定位置直接改變開挖直徑，避免提前開挖工作井或人工擴大盾構機的開挖面進行變徑，極大地拓寬了設備的適用范圍，打破既有變徑設備僅能實現非原位變徑的局限。

連續變徑

在挖掘過程中連續的直徑轉換，無需人工進行刀盤改造，在世界范圍內未有先例。

大尺寸變徑

“變徑一號”盾構機可實現變徑過程中開挖面積擴大約98%，變徑前后隧道成型（內徑）面積擴大約89%，極大滿足了車站隧道的空間需求。

采用多項自主科技

創新技術世界領先

為打造這臺具備全球領先“變形”能力的超級裝備，項目團隊攻克多項世界性難題，集成多項自主創新技術：

多刀梁同步伸縮

研制出負載能力強、同時適應土層、巖層等多種地層的大尺寸多刀梁同步伸縮連續擴挖刀盤，通過足尺試驗臺架驗證、工廠試驗驗證、工程示范驗證等多種方式，全面驗證關鍵技術的可靠性。

狹小空間重載變徑拼裝

研發重載變徑構建拼裝機器人，可在狹窄環境下高效完成支護組件和擴徑組件的快速精準擴徑及縮徑。

系統集成與智能控制

通過對刀盤變徑、盾體變徑、空間防護及動力匹配等關鍵系統的深度優化與集成創新，實現整機掘進性能與能源消耗的協同智能控制。

圖源：華隧建設公眾號

“變徑一號”盾構機的成功研制，是我國隧道工程裝備領域的一項重大突破。

圖源：華隧建設公眾號

可變徑盾構機作為全新的施工裝備，尤其適合建筑物密集、交通繁忙、征拆困難的城市核心區建設。本次下線的“變徑一號”盾構機將首先應用于芳白城際廣州火車站項目建設，計劃從廣白盾構井始發，掘進至廣州火車站車站區域后實施變徑并施工站臺隧道。

這一裝備的成功下線，標志著我國在軌道交通綠色智能建造領域邁出關鍵一步，助力我國由“建造大國”向“建造強國”穩步邁進。

而這一科技進步的背后，離不開一代代工程先驅的探索與積淀。在隧道工程領域，王夢恕院士便是推動傳統技術革新的先驅。在廣州地鐵一號線建設中，王夢恕團隊面對六大地質難題，主張采用特殊淺埋暗挖法：在巖石段用微震爆破控制振速，居民區實施中短管棚法，含水砂層采用正臺階快通過方案。科研團隊歷時一年攻克難關，創造單口月掘進198.8米紀錄。后續在越秀公園站研發三洞室分離結構，解決軟弱地層大型洞群難題，該技術在全國15個地鐵項目推廣應用。

技術成果的背后，是智慧、堅守與情懷。 若想深入了解成就背后的科學人生與精神力量， 歡迎您移步閱讀王夢恕院士的專題故事。

參考來源

廣州科技創新《全球首臺！中國盾構機實現“變形金剛”式突破，將在廣州地鐵“上崗”》

https://mp.weixin.qq.com/s/ksctTb1P8BKk9l-cpoKupg?scene=1&click_id=4

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