全長149米、總重約3250噸、開挖直徑13.8米，猶如武裝到牙齒的“鋼鐵巨獸”，在距地面30米的地下掘進，地表沉降不超過2毫米。
這是被譽為“工程機械之王”的盾構機。據介紹，我國90%以上地鐵隧道以及穿越大江大河的隧道大都采用盾構法施工，盾構機是挖掘地下空間、暢通路途的最佳幫手。
近日，記者了解到，在京濱城際鐵路天津機場1號隧道的施工現場，負責掘進的“京濱同心號”盾構機歷經8個多月時間，已經到達關鍵節點。
作為國之重器，盾構機涉及地質、機械、力學、電氣、控制、測量等多學科技術，有2萬多個零部件，是衡量一個國家地下施工裝備制造水平的重要標志。
我國盾構機曾長期依靠進口。本世紀初，我國開始盾構機自主研發，走出一條從無到有、從有到優的發展之路。中國中鐵四局集團城市軌道交通工程分公司總經理陳廣巧正是親歷者之一。
“京濱同心號”盾構機。受訪者供圖
“由于沒有特種設備，上個世紀我國隧道工程大多為山體隧道，通俗的講，就是通過人工在石頭上打洞。遇到平原地區的軟土地基，沒有設備更是寸步難行。”陳廣巧表示。
據介紹，采用傳統鉆爆法，可能要10多年才能打通隧道，使用盾構法，只需兩年。無爆破、無振動、無粉塵快速掘進，施工效率提高3至5倍。
然而，機器維修時長按分鐘計算，費用高昂；保養時中方不能參與，進度無法控制……關鍵技術受制于人，就沒有話語權。
2000年初，中國中鐵決定：造中國人自己的盾構機。如今，中國盾構機憑借創新技術、過硬質量及高品質服務開拓國際市場，在全球市場占比達70%。
一臺臺大國重器參與修建的大國工程，讓天塹變通途，一條條路、一架架橋連通著民心。
盾構機的國產化意味著成本降下來了。陳廣巧表示，過去動輒數億的進口盾構機，自主化后價格成倍地下降，并且帶動上下游產業鏈協同發展。
盾構機的國產化，還意味著許多大國工程、民生工程得以實現。“在我國，大多數平原、沿海也是城市、人群密集區，軟土地基疊加上層復雜建筑，讓人工開挖隧道的效率、風險極高。如今有了盾構機，一條條百姓出行路得以打通。”陳廣巧說。
中國中鐵四局集團城市軌道交通工程分公司總經理陳廣巧(左二）在“京濱同心號”現場查看項目進度。受訪者供圖
“大臉盤”，長滿“鐵齒鋼牙”，專門“啃”硬巖、“吞”沙土；經過綠色處理，渣土變身泥漿，經由“消化”管道運出；身披鋼鐵盔甲，外可抵擋壓力、防止坍塌。施工過程中，盾構機每掘進一段距離，便轉換“角色”，將開挖出的隧道用預制混凝土管片支撐。這樣，隧洞一挖完，隧道也隨之建好。
“京濱同心號”作為目前京津冀區域最大直徑鐵路隧道盾構機，如何把它用好，離不開一線施工團隊的付出。
中國中鐵四局集團城市軌道交通工程分公司總經理助理兼京濱項目經理李云仙介紹，復雜軟土地層長距離粘性土地層掘進施工是本工程的重點，長距離掘進盾構施工帶壓進倉、下穿地上各類基礎設施又是本工程的難點。
據了解，該項目針對掘進過程中塊石、樁基情況，在泥水循環系統上配備分流器，防止大粒徑的礫石對泵造成損壞。分流器的存在可提高排泥在吸口管路內流速，減少泥漿沉淀。在下穿重點建筑物時，充分與地上單位對接，掌握最真實的基本資料和實際情況，盾尾配置雷達掃描系統，檢測管片后部空洞，發現問題及時補漿，采用深孔注漿及地面跟蹤注漿的方式，控制地面沉降。
“為確保施工安全、提升智能建造水平，我們還聯合科研院所開展盾構智能掘進、箱涵智能拼裝、同步雙液注漿、智能泥漿處理、隧道智能調度、智能檢測分析等科技創新與技術攻關。”李云仙介紹，“京濱同心號”在下穿地鐵2號線李明莊車輛段期間，地表沉降始終控制正負2毫米內，完成微擾動“無感”穿越。
大家伙的“繡花”功夫得益于技術的不斷完善。
據悉，“京濱同心號”在原有設備的基礎上，項目部又邀請了北京交通大學、西南交通大學、河海大學等科研團隊根據實際施工情況給予解決方案。
據介紹，京濱城際鐵路是推動京津冀區域交通一體化發展的重點鐵路項目，也是貫徹落實京津冀協同發展重大國家戰略的具體實踐。京津冀協同發展戰略實施10年來，“軌道上的京津冀”加速形成。截至2023年底，京津冀鐵路營業里程已逾1.1萬公里。
建設世界科技強國，需要有標志性科技成就。從盾構機這個點，也能看到我國大國重器不斷突破的面。大國重器凝聚著匠心巧思，也蘊含著感人至深的精神力量。正是因為廣大一線科技工作者的前赴后繼、接力攀登，才有大國重器的不斷突破。（栗翹楚）
