【文/觀察者網(wǎng) 周遠方 編輯/尹哲】

“從‘中鐵1號’到‘中鐵1000號’，中國用12年時間，走過了主要競爭對手德國50多年的發(fā)展道路”，中鐵裝備副總經(jīng)理張志國感嘆。

也許，正是因為我們追趕的腳程太快，對大眾來說，可能許多人早已習慣了上下班便捷的地鐵交通，習慣了乘坐過高鐵穿山越嶺，穿江過海，但對于盾構(gòu)機的認識，可能還僅僅停留在見過外形，大體知道它的功能。

怎樣駕駛一臺盾構(gòu)機？它是如何工作的？中國盾構(gòu)機在全球如何迅速走過跟跑階段、逐步實現(xiàn)大體并跑、局部領(lǐng)跑？

2021年中國品牌日（5月10日至12日）前夕，觀察者網(wǎng)參加由國務(wù)院國資委新聞中心組織的“走進新國企業(yè)·智能制造”大型采訪活動，4月25日，我們與新華社、科技日報等16家媒體一起深入鄭州市第六大街地底十七米，實地探訪盾構(gòu)機施工的最前線。

以下這段1分多鐘的短片，展示了5種盾構(gòu)機的工作原理和應(yīng)用場景。

在視頻中一開始登場的，就是最常用的土壓平衡盾構(gòu)機，主要用于城市地鐵、地下綜合管廊施工等。

觀察者網(wǎng)在鄭州探訪的就是這種盾構(gòu)機的施工現(xiàn)場，我們從掘進隧道入口前進數(shù)百米，走到了如圖所示的盾構(gòu)機駕駛艙所在的位置。

在盾構(gòu)機駕駛室，可以看到多個屏幕，分別顯示盾構(gòu)機周圍各個角度的視頻影像、盾構(gòu)機前端刀盤上的復(fù)雜數(shù)據(jù)、盾構(gòu)機上各種探測設(shè)備感知到的環(huán)境數(shù)據(jù)等關(guān)鍵信息。

地下盾構(gòu)機駕駛室

在進入地底掘進隧道前，我們已經(jīng)在地面上的施工指揮中心大屏幕上看到過同樣的信息?，F(xiàn)場施工人員介紹，前端駕駛室能夠看到的數(shù)據(jù)和影像通過光纖傳到地面上的指揮中心，兩者的信息是完全同步的。

地面上的盾構(gòu)施工指揮中心

中鐵工程裝備集團智能院副院長荊留杰介紹，地下施工和地面監(jiān)控的數(shù)據(jù)實時同步，體現(xiàn)了一個盾構(gòu)機掘進過程中的數(shù)據(jù)采集傳輸能力，我們會在盾構(gòu)機上安裝一個數(shù)據(jù)采集盒，就像飛機上的黑匣子，所有的數(shù)據(jù)通過采集都會匯總到我們后方的數(shù)字化平臺，對后續(xù)的設(shè)備制造和施工方案都提供巨大的參考價值。

我們在地下看到，盾構(gòu)機巨大的刀盤在前方轉(zhuǎn)動，粉碎遇到的軟巖、沙土等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成的渣土通過皮帶向隧道外運輸，同時根據(jù)遇到的不同地質(zhì)情況，由駕駛員決定一定配方的回填材料，進行回填平衡。

盾構(gòu)機向前掘進一小段以后，就要在隧道壁上鋪設(shè)高強抗?jié)B混凝土鑄成的盾構(gòu)管片。

管片首先沿著軌道被輸送小車運進隧道，然后由工人遙控操作管片機鋪設(shè)到隧道壁上。

準備鋪設(shè)的管片（左）和手拿鋪管遙控器的工人（右）

最后，盾構(gòu)機后方伸出液壓盾構(gòu)千斤頂，頂住鋪好的管壁，產(chǎn)生反作用力，繼續(xù)向前運動。

這一過程被中鐵工業(yè)黨委宣傳部長王偉形象地比喻為“咬的動、吃得下、穩(wěn)得住、吐得出”，

在視頻中第二個登場的TBM（TBM特指硬巖隧道掘進機，為盾構(gòu)機的一種）的動畫，就較為清晰地表現(xiàn)了如何“咬的動，吃得下”和如何“吐得出”。

那么，盾構(gòu)機駕駛員的經(jīng)驗和技術(shù)體現(xiàn)在哪里呢？

荊留杰舉了個例子，比如說在硬巖掘進過程中，排出來的渣片比較完整，巖粉和規(guī)則的片狀比較多，那么狀況就比較好，如果皮帶機上出現(xiàn)一些大塊的渣片，切面很破碎、不規(guī)則的話，或者是水比較多的時候，就可以判斷前方地層不穩(wěn)定，這時候就要調(diào)整掘進參數(shù)，放慢刀盤轉(zhuǎn)動和掘進的速度，減少擾動。

不過，在施工過程中，如果地質(zhì)探測不清楚，或者掘進過程中特別依賴司機的經(jīng)驗，是會造成一些問題的，荊留杰坦言，如果掘進參數(shù)設(shè)置不合理，刀具可能磨損得比較快，甚至出現(xiàn)異常和損壞；甚至在掘進過程中可能遇到斷層和破碎帶，處理不當可能會導(dǎo)致塌方，卡住我們的設(shè)備，一旦出現(xiàn)這種情況，基本上就會耽誤工期。

張志國在座談中舉了一個有驚無險的例子，去年年底在瑞麗滇中引水隧洞工程的時候，直徑9.83米的盾構(gòu)機，1.7公里的引洞走了一半，遇到了喀斯特地貌，再往前一點就是一個大溶洞，處理不當設(shè)備很可能就掉進去，好在有超聲波探測設(shè)備提前預(yù)警，及時做了注漿填實處理，才避免了事故。

滇中引水工程萬家隧洞4號支洞提前與主洞連通（中國日報圖）