【導語】刀盤繪紅色京劇臉譜、身高超5層樓、體長抵7節地鐵車廂的國產首台16米級超大直徑盾構機“京華號”，正於地下30米深處靜穿北京城市副中心。它集諸多尖端技術於一身，借鑒穿山甲挖洞模式高效掘進，還以同步雙液注漿、常壓換刀等技術攻克諸多難題，在北京東六環改造工程中大顯身手。如今，以“京華號”為代表的中國大盾構技術不斷突破，正從跟跑到領跑，成為中國製造的亮麗名片。

刀盤上塗著紅色京劇臉譜、身高超過5層樓、體長相當於7節地鐵車廂的“京華號”，不僅是工程機械領域的代表，更是中國從“製造大國”邁向“製造強國”的生動縮影。

在地下30米深處，“京華號”正靜悄悄地穿越北京城市副中心。作為國產首台16米級超大直徑盾構機，它可一次性掘進高達6米的隧道斷麵，猶如一台在地心穿梭的3D打印機。

“京華號”最大開挖直徑達16.07米，整機長150米，總重量4300噸，相當於10架波音747客機的重量。這台由約10萬個精密部件組成，集機械、電氣、液壓、信息、傳感、光學等尖端技術。其工作原理借鑒於穿山甲挖洞模式：頂端刀盤上有數百把特製刀具，如穿山甲鋒利前爪，負責掘進。刀盤盾體如穿山甲軀幹，用來支撐隧道防塌方；出土係統如穿山甲後爪，排出渣土；最後端的管片如穿山甲閉合鱗片，加固洞穴(xué)。掘進、排土、出渣、支護、襯砌、封固，一氣嗬成，隧道主體結構一次成型。

“京華號”最令人驚歎的是，它在地下掘進的同時，能實現地麵建築“無擾動”。這得益於其采用的同步雙液注漿技術。施工團隊國內首創超大直徑泥水盾構同步雙液智能注漿工藝，自主研發雙液注漿材料、智能注漿設備和控製係統。這項技術將漿液固結時間從傳統的8小時縮短到1小時以內，並能快速達到有效強度，為隧道管片提供更加堅固的“金鍾罩”。

傳統盾構機在掘進過程中，刀具更換是另一大難題。作業人員需像“潛水員”一樣在高壓環境下操作，經過繁瑣的加壓、減壓等操作，耗時長且危險。而“京華號”配置了第四代常壓換刀技術，工作人員可進入作業艙，將刀頭抽回並泄壓後更換。使原本需8至10小時的作業縮短至約3小時，既安全又高效。

“京華號”在北京東六環改造工程中麵臨著嚴峻考驗。隧道全長7.4公裏，最大埋深達75米，是北京市埋深最大的地下隧道。工程需長距離穿越富水高密砂層，技術挑戰大，施工難度高。“京華號”自2021年5月始發，曆經24個月的施工，攻克了盾構淺覆土始發、盾構機高風險吊裝、長距離穿越高致密砂層等11項技術難題。順利穿越京哈鐵路、北京城市副中心綜合交通樞紐等55處風險源，並創造了單月掘進542米的紀錄。在穿越全線最大風險區城市副中心站綜合交通樞紐時，項目團隊通過精準控製盾構機掘進姿態，結合同步雙液注漿和洞內徑向深孔注漿等先進技術，及時糾偏、控製沉降，曆經17天連續作業，最終安全穿越。

2023年6月，“京華號”盾構機順利出洞，標誌著北京東六環改造工程西線隧道貫通。預計2025年，東六環隧道正式建成通車。項目建成後，貨運交通將被疏導至外圍高速公路係統，保障市民通行暢通。同時，城市副中心12條規劃道路和5條現狀道路將實現東西向貫通，加強東六環兩側區域的交通聯係，有效融合城市，實現通州城區與城市副中心行政辦公區融合。以“京華號”為代表的中國大盾構技術，正在更廣闊(kuò)的(de)領(lǐng)域展(zhǎn)現(xiàn)中(zhōng)國(guó)製(zhì)造(zào)的(de)實(shí)力(lì)。目(mù)前(qián)，在(zài)世(shì)界(jiè)最(zuì)長(zhǎng)的(de)海(hǎi)底(dǐ)高(gāo)鐵(tiě)隧(suì)道(dào)——甬(yǒng)舟(zhōu)鐵(tiě)路金塘海底隧道，以(yǐ)及(jí)世(shì)界(jiè)最(zuì)深(shēn)的(de)海(hǎi)底(dǐ)高(gāo)鐵(tiě)盾(dùn)構(gòu)隧(suì)道(dào)——深(shēn)江(jiāng)鐵(tiě)路珠(zhū)江(jiāng)口(kǒu)隧(suì)道中，中國盾構技術正不斷突破深度與長度的極限。

從“鋼釺加大錘”到“鋼鐵穿山甲”，“京華號”代表的中國盾構技術實現了從跟跑到領跑的曆史性跨越。如今，中國盾構機已成為中國製造的亮麗名片，是我國高端裝備製造的重要組成部分。

作者：北京城市學院 國際文化與傳播學部 李一諾

審核：北京科技記者編輯協會 張越