铁建重工超级装备是怎样炼成的？CCTV-9《超级装备》告诉你答案

10月23日，三集大型纪录片《超级装备》在CCTV-9首播。铁建重工大直径盾构机、75立方米矿用挖掘机、三峡升船机作为国之重器的优秀代表率先亮相，展现了中国装备、中国制造和中国创造的卓然风采。

究竟铁建重工的大直径盾构机有何超级之处，是如何淬炼而成的呢?节目用详实的数据和生动的案例给出了答案……

钢铁巨龙 无坚不摧

现代都市，地铁不仅是人们出行首选的交通工具，更是体现一座城市现代化水平的标配。49年前，中国人以明挖方式建造了第一条地下铁——北京一号线，并且为这条全长仅23公里的地铁，花了十年时间。如果按照这个速度来建设今天所有的地铁线，中国至少需要花费100年时间。而实际上，中国仅仅用了三分之一时间，就实现了这一目标。让中国地铁的建设速度快进了60多年的关键，就是大型隧道掘进装备——盾构机。

铁建重工超级装备

盾构机被称为地下钢铁巨龙，入地噬土，遇山碎石，无坚不摧，它自重3000吨，身长100米，高度超过四层楼，由刀盘、盾体、后配套台车三部分组成。刀盘负责向前掘进，掘进时可产生12000吨的推力，盾体负责建造结构空间，后配套台车则负责把刀盘碾碎的渣土碎石输送出隧道，并在掘进的同时进行隧道洞体的衬砌。三者协同作战，能一次性完成一条双向四车道隧道的掘进工作。掘进、出碴、衬砌，巨龙身过之处，便是一条完整的隧道。有了它，预计2020年，中国的地铁总里程将达6000公里，成为全球地铁建设速度最快的国家。

铁建重工党委书记、董事长刘飞香在节目中介绍大直径盾构机

极限制造 玉汝于成

要制造体型如此庞大、结构如此复杂的超级装备，极限加工是必不可少的。制造盾体外壳，首先要用超大型卷料工业母机，将厚达14厘米的高硬度钢板，弯卷成筒状。众所周知，钢板卷圆，直径越大，保持标准圆形越难。而要将厚钢板卷成13米直径的超大正圆形，防止钢板因地心引力而产生变形，人们必须用特制的弧度尺，每隔一小段距离就测量一次，以确保卷圆后的钢板每一寸都拥有相同的弧度，做到分毫不差。

盾构机盾体外壳加工

接下来，将由四名智能焊接机器人在盾体两侧同时进行焊接，以减少因不同受力可能导致的变形。并且由于刀盘是掘进的主要部件，必须由富有经验的焊工用耐磨材料在刀盘表面进行堆焊，将焊缝堆焊到8毫米的厚度，形成耐磨网，以提高刀盘的耐磨性能。再经过数百小时的切削打磨，以及误差不超过0.8毫米的精度控制，花费4-8个月时间，经过24道装配工序，才能完成这样的极限制造。

盾构机刀盘加工

个性定制 举世无双

中国幅员辽阔，地质结构的多样性和复杂性超过世界上任何一个国家。因此，盾构机光有千钧蛮力还不够，还得学会与各种地层打交道。设计师正是通过对刀盘进行个性化设计，通过刀具的不同排列组合以及“沟壑”的宽窄深浅变化，来应对千差万别的地质环境。遇到坚硬岩层，采用滚刀;遇到较软岩层，采用切刀;遇到软土，则采用贝壳刀。

针对不同的地质情况，盾构机采用不同的刀具组合来应对

而刀盘表面的沟沟壑壑，其实是为把渣土碎石排入输送管道的出渣口。当遇到松软土质时，由于土壤粘稠，“沟壑”就相对较大;而当遇到坚硬的岩层时，由于石块已被碾碎，“沟壑”也就相对细密。挖掘一条隧道所产生的数以吨计的渣土碎石，正是通过这种方式排入管道，输送出隧道。

每一台盾构机都堪称“私人订制”

要应对千变万化的地质环境，“百变刀盘”才是法宝。因为“百变刀盘”，世上每一台盾构机都堪称“私人订制”，举世无双。

常压换刀 独领风骚

刀盘和刀具，就像盾构机的牙床和牙齿，刀具镶嵌在刀盘上，犹如牙齿与牙床镶合，以万钧之力向前旋转、推压，遇山碎石，入江嗜土，所向披靡。对于盾构机而言，刀盘的磨损与刀具的消耗，关乎整个掘进工程的命运。盾构机平均每前进200米，便需要更换刀具。刀盘上大大小小上百把刀具，每更换一次，少则需要十小时，长则需要三至四天。

盾构机更换刀具是一项繁琐艰难的工作

众所周知，地下越深，水土压力就越高。当盾构机在地下四五十米处掘进时，刀盘与盾体部位将形成四到五个大气压，是地面大气压的四到五倍。刀具磨损后，需要换刀员进入刀盘与盾体之间的狭窄高压腔体，进行人工换刀。通常具备高压作业经验的潜水员，在进入高压腔体换刀之前，先进入一个与高压腔体联通的过渡舱，也叫增压舱，经历长达四小时的加压过程。当过渡舱内的压力与高压腔体内的压力达到一致时，意味着作业人员已适应高压，可以进入工作舱进行换刀工作了。待完成换刀后，作业人员必须再回到过渡舱，经过四小时的减压，才能重新回到地面。

高压换刀不仅费时费力，还将面临很大的风险

铁建重工自主研制的“沅安号”是中国首台使用常压换刀技术的超大直径盾构机，它设计了隔离高压的箱体结构，当刀具磨损需要更换时，换刀员无需再进入刀盘与盾体之间的高压腔体内进行换刀，而是刀具自动后推，推到刀盘后方的常压腔体内，换刀人员便可在常压下进行作业。高精度气液压力平衡控制技术，保证了盾构机刀盘工作面的持续稳压。

工作人员在“沅安号”内进行常压换刀

点亮未来 闪耀全球

在铁建重工，盾构机的极限加工制造正在火热进行。而这，还只是冰山一角。在中国，85%的地铁隧道都是由盾构机开掘的。

中国盾构机已占据全球三分之二的市场

中国盾构机，不仅占据了中国市场的90%份额，在全球市场的占有率也达到了三分之二。在一带一路多个沿线国家，中国盾构机正在为当地人民，创造更美好的生活。

责任编辑：Keyi