長江底，有一場“王不見王”的接力｜國家工業密碼·未來篇

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“十四五”圓滿收官、“十五五”揚帆起航之際，由中央網信辦網絡傳播局、國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心主辦的《國家工業密碼·未來篇》網絡互動傳播活動正式啟動。小新聯合中國科協創新戰略研究院、總臺科晚、總臺《創新進行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網英大傳媒、機械工業出版社、《人民畫報》雜志、《美術》雜志、星球研究所、混知等伙伴共創，以宏觀的產業視角、微觀的技術視角，生動呈現中央企業在科技創新前沿取得的重大突破，在加快發展新質生產力、建設現代化產業體系進程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業的創新密碼。今天為您帶來《長江底，有一場“王不見王”的接力》，和總臺科晚一起帶您打卡“啟明號”豎井掘進機。

長江南岸太倉浮橋鎮的灘涂上，

有一臺“鋼鐵巨無霸”，

它不開挖隧道、

不橫渡江河，

只在距離長江大堤200米處

垂直向下“挖井”：

開挖直徑達24米，

比標準籃球場還寬一圈，

這就是中國中鐵自主研制的

世界最大直徑豎井掘進機“啟明號”。

此前在長江江底，

已高效掘進超10000米的

世界最大直徑高鐵盾構機“領航號”

現在距離岸邊僅剩不足千米，

而這兩位“大將”，全程不見面，

卻上演著一場“王不見王”的精準接力。

一身絕技，為盾構機挖一間“臥室”

盾構機“夠大”，或許已人盡皆知，那么來思考一個問題：盾構機“挖完了”，該到哪“歇著”？答案是：接收井。

崇太長江隧道全長14.25千米，其中盾構段13.25千米，“領航號”從上海崇明3號井始發，要獨頭掘進11325米才能抵達2號豎井，遠超常規盾構機10千米的連續掘進極限。所以，“2號豎井不是可選項，是必須按期完成的‘生命線’。”“啟明號”的核心任務，就是快速挖好這口接收井，讓“領航號”安全“歸隊”、順利檢修。

2號豎井地處臨江漫灘，表層是細如面粉的淤泥層，一沾水就成“稀泥”，還與長江形成直接水力聯系，地下水壓巨大。以前，這類工程只能用明挖降水法施工，但現場負責人坦言：“傳統工法降水難度大、風險高，一旦處理不當，甚至可能影響長江大堤安全，工期也完全不可控。”

雙重壓力下，“啟明號”登場了。俯瞰時，它酷似巨型八爪魚——5組支腿緊緊扣住管片，12組鋼絞線懸吊機身，雙臂協同開挖，最大開挖深度可達150米，集成了主驅動、支腿撐緊等多個系統模塊，憑借五項核心絕技，實現了豎井施工從“人工+半機械”到“井下無人化、井上少人化”的質變。

絕技一

全能掘進齒

滾筒搭載耐磨加強截齒，像全副武裝的鋼牙，不管是硬巖、卵石還是軟泥，都能“啃碎”，還能有效減少截齒損壞風險。這套“鋼牙”還可隨時拆卸更換，遇到復雜地層“換一副”就能續工，適配各類地質工況。

絕技二

貼壁定方向

機械式位姿測量技術使它能“摸”著井壁定位，再通過算法校準，哪怕在漆黑水下，也能精準控制主機和井筒位姿，井壁還能自動下沉，徹底解決水下“看不見、摸不著、測不準”的難題，豎井姿態偏差可以控制在毫米級。

絕技三

智能調參數

機身預設聯鎖程序和安全參數，傳感器每秒采集上千組數據，實時監測掘進狀態。碰到硬土就自動放慢速度、加大力度，遇到軟土就輕挖快進，一旦參數異常，還會分級發出預警，全程不用人工手動調控，真正實現“有人值守、無人操作”。

絕技四

挖拼一步成

工作時先把主機牢牢固定在井壁上，借助井壁本身作為支護，滾筒360度旋轉開挖，泥漿環流系統一邊護住掌子面防坍塌，還能帶走渣土，同時同步拼裝預制管片。開挖、護壁、拼裝同步推進，效率相較于傳統工法大幅提升。

絕技五

嵌齒鎖得牢

采用齒座鑲嵌結構，特意加大鑲嵌面，減小受力力矩，就像把牙齒牢牢“釘”在滾筒上。哪怕在復雜地層中高強度作業，也能避免齒座脫落，讓掘進工作持續穩定推進，不掉鏈子。

這五項絕技疊加，讓“啟明號”具備了自主下沉、導向、環控、感知、控制的全自主能力，在軟土與硬巖頻變的地層中也能高效掘進，從而在與傳統明挖工法的“對決”中，也呈現出全方位的優勢：

傳統明挖工法需要人員進入基坑作業，塌方、突涌等風險時刻存在；而“啟明號”實現全機械化水下開挖，施工人員在地面值守即可，無須下井，從根源上規避了井下作業的各類安全隱患；采用工廠標準化生產的預制裝配式管片，配合“啟明號”的精準裝配技術，管片拼接牢固、密封性好，能有效抵御高水壓侵蝕，豎井結構可靠性大幅提升；全程無須基坑降水，不會破壞周邊水系和生態環境，契合綠色施工理念；施工占地比傳統工法節省約40%，能靈活適配臨江灘涂這類空間受限的復雜施工環境，減少對周邊區域的影響。

“王不見王”，兩大重器怎樣配合？

“啟明號”是怎么接應“領航號”的？它們的配合不是“地下會師”，而是一場精準到厘米的、不見面的“接力賽”。

崇太長江隧道并非兩端對掘，而是從崇明3號井獨頭掘進，到2號豎井位置完成中途銜接。“啟明號”要在“領航號”完成掘進任務之前，從地面垂直向下開挖56米，完成管片拼裝、井壁加固，把“地下驛站”搭建好后，“事了拂衣去，深藏身與名”。

隨后，江底的“領航號”會繼續向岸邊掘進，抵達2號豎井后，這里就成為它的專屬“臥室”——檢修設備運行狀態，適應從水域地層到陸域地層的轉變。等休整完畢，“領航號”再從2號豎井出發，向著1號豎井方向挺進，完成剩余掘進任務。

它們雖隔著重重泥土，也不“見面”，但卻互相幫助、雙向奔赴。“啟明號”挖掘時采集的地層數據，會實時同步給“領航號”，幫它提前預判地質情況、優化掘進參數；而“領航號”探測到的江底地層信息，也能幫助豎井施工優化，形成雙向聯動的智能施工格局。

而“啟明號”的價值，也遠不止挖一間“盾構臥室”。作為隧道智能建造的典范，“啟明號”的核心技術未來可廣泛適配海綿城市、城市地下停車庫、地鐵換乘樞紐、地下管廊及能源、水利、礦山、交通等領域的地下空間開發場景，其技術理念還可為其他地下工程裝備的研發提供借鑒，解鎖更多地下空間開發利用的新可能。

而對長三角來說，這臺巨無霸撐起的不僅是一口豎井，更是對貫通南北的地下動脈起到舉足輕重的作用。崇太長江隧道建成后，高鐵過江將實現不減速，崇明島將告別不通高鐵的歷史，上海與江蘇的時空距離大幅縮短，“軌道上的長三角”再添硬核支撐。

重器強隊，這個“家族”蓬勃生長

向地下要空間、向深地要資源，這條發展之路，我們也走了許久。1997年，西康鐵路秦嶺隧道建設首次引進國外掘進機，雖大幅提升效率，卻面臨設備價格高昂且無議價權、服務不到位的被動局面。2001年，國家將盾構機研制列入“863”計劃，中國中鐵組建了我國首個盾構產業化基地，開啟從零起步的研發征程。2008年，中國第一臺擁有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機“中鐵1號”成功下線，實現了中國盾構機從0到1的歷史性突破。

時至今日，我們的“地下重器隊”已經擁有從核心技術研發、定制化產品制造、精準化施工運維到綠色化設備再制造的完整產業鏈，可針對不同地質、不同工況，提供全生命周期解決方案，全方位對接客戶多元化、個性化需求；同時不斷拓展隧道掘進機應用邊界，從軌道交通到水利水電，從礦產開采到抽水蓄能，構建起覆蓋多領域、多場景的全系列產品矩陣。

高原高寒項目現場，以國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機“雪域先鋒號”為代表的6臺TBM鏗鏘掘進，筑牢雪域高原與內地的“天路”根基；在引調水領域，南水北調引江補漢工程投用“江漢先鋒號”“江漢平安號”等6臺12米級超大直徑TBM，助力三峽工程和南水北調兩大超級工程緊密相連；抽水蓄能電站建設現場，“文登號”超小轉彎半徑TBM、“永寧號”斜井TBM等設備的成功應用，在縮短工期、降低生態影響的同時，加速助力國家綠色能源建設；在礦山，湖南大中赫鋰礦“龍源號”硬巖掘進機連續三月月進尺破千米，刷新世界紀錄……

國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機“雪域先鋒號”

不僅要全面，還要更智能。2021年，盾構TBM智能掘進系統橫空出世，實現掘進參數云端自預測、姿態自巡航、倉壓自適應、出渣自調整和異常自熔斷五大核心功能同步落地；2024年，中國中鐵攻克多系統協同的泥水盾構智能掘進關鍵技術，研發智能管控平臺并在崇太長江隧道成功應用，讓項目創下最高月掘進718米、月均掘進600米的全球新紀錄；2025年，建成了隧道掘進機智能建造云中心，發布了隧道與地下空間領域首個垂直大模型——先鋒·隧道大模型V1.0，實現地質感知、掘進決策、風險預警的全流程智能化賦能。

“領航號”盾構機操控室

自2010年技術研發啟航，中國盾構隧道智能建造歷經關鍵技術攻關、工程大數據平臺建設、數據深度賦能三大階段，實現了從V1.0到V2.0的跨越式迭代，如今正向著V3.0的更高維度全速邁進。

大約十二年前，習近平總書記在中鐵裝備盾構總裝車間考察時，作出“推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”的重要指示。如今，全球每10臺盾構機就有7臺來自中國。這些大國重器成了名副其實的“爭氣機”，成為中國高端裝備“走出去”的閃亮名片，成為基建行業高質量發展的生動寫照。

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責任編輯丨程鏡睿

校對丨劉一鳴 陳伊南

執行主編丨劉海草 張灝然

內容來源丨中國中鐵