專門用于隧道掘進的工程機械——盾構機，是名副其實的大國重器，因為擁有穿山打洞的超強能力，享有“地下蛟龍”“鋼鐵穿山甲”的美譽。十余年來，中鐵工程裝備集團有限公司通過自主創新，把盾構機打造成中國人的“爭氣機”！從跟跑、并跑，到領跑，中鐵工程裝備集團有限公司的故事還在繼續上演。

開創了國內城市地下綜合管廊施工新工法

近日，河南省人民政府印發《關于第三屆河南省專利獎勵的決定》，其中，由中國中鐵工程裝備集團有限公司（以下簡稱中鐵裝備）發明的一種全斷面掘進自行走式U形盾構機被評為特等獎。這是一項什么技術？填補了哪些空白？

“常見的盾構機主要是用于暗挖隧道，對于埋深較淺采用明挖工法的隧道則無能為力。”5月31日，中鐵裝備高級工程師肖威告訴記者，為此，他們專門研發制造了用于明挖施工的U形盾構機，將明挖工法和盾構法優點有機融合，成功制造出U形盾構機這個掘進施工的新利器。

肖威告訴記者，這臺盾構機因其中空的結構酷似英文字母“U”，所以被命名為U形盾構機。其研發制造結合綜合管廊施工明挖工法的要求，將明挖和盾構法優點有機融合，采用機械設備作為開挖后的支護結構，在開挖施工的同時，可將提前預制好的管節跟隨盾構機開挖成形的空間順次埋設，即可完成管廊框架主體結構的安裝，不再需要人工后期綁扎鋼筋框架，現場澆筑水泥。

預制管節的截面可達到8300mm×3100mm，可廣泛應用于埋深較淺的綜合管廊鋪設。與傳統的明挖施工工法相比，其機械化程度、安全性能更高，成本低、速度快，施工范圍小，不用放坡，出渣少、噪音小，具有安全、快捷、經濟、環保的技術優勢。

填補國內空白 可節約人工五成以上

“據測算，與普通明挖法施工相比，U形盾構施工工法可減少人工50%以上，節省費用20%至40%，縮短工期30%以上。以建設100米綜合管廊為例，傳統工法需30個工人施工一個月才能完成，而使用U形盾構綜合管廊施工工法僅需七八個工人，十幾天就能完工。”肖威告訴記者。

盾構機兩側和后部的空間兩側有排樁支護設施，這是盾構始發基坑的防護設施。當盾構機進入正常推進階段，是不需要這樣的支護設施的，因為盾構機的三面盾體自身就具有支護功能。這也是U形盾構施工工法節約成本的原因之一。

“創新沒有捷徑，當時研發U形盾構機的時候，國外只有日本可以生產，國內是一片空白，沒有圖紙，沒有數據，全靠一點點地摸索。”肖威說，U形盾構機比普通盾構機姿態控制難度更高，稍有誤差就會改變形狀。

在不斷努力下，2017年6月9日，國內首創U形盾構機在中鐵裝備集團新鄉基地下線；2017年10月1日，在海口市椰海西延路段地下綜合管廊項目成功始發，填補了我國盾構設備領域的空白，開創了國內綜合管廊施工的新工法。

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創新引領?牢牢掌握“行業話語權”

肖威坦言，創新之所以能夠成功，除了設計正確的技術方案以外，就是要能夠承受壓力，這其中有遭遇困境的壓力、面對質疑的壓力、工作推進的壓力、產品推廣的壓力等，只有扛得住這些壓力才能走得更遠。

“U形盾構機的創造經驗，也為中鐵裝備矩形盾構機的研發生產提供了寶貴經驗。”肖威說。

創新是不竭動力，更好是目標追求。多年來，中鐵裝備聯合多家企業、院校組成創新團隊，“產學研用”聯合攻關，不僅形成了“大”“小”“異”不同斷面以及土壓、泥水、硬巖不同應用領域的全系列盾構機產品，而且自主研制世界首創的“馬蹄形”盾構機和國內首臺套復合式盾構機，并向超大直徑盾構機領域一路高歌勇進。

“中鐵裝備始終堅持創新驅動戰略，高度重視以科技創新為核心的全面創新，完善建立了‘七院三站三中心一平臺’的科技研發架構，對產品設計與研發、配套工法研究、智能制造進行統籌協調。”中鐵裝備相關負責人表示，通過博士后科研工作站、河南省掘進機械院士工作站、河南省盾構裝備協同創新工作站，搭建了高端的人才集聚和科研平臺；堅持產學研用相結合，持續以創新戰略驅動產業發展。在堅持主賽道的同時，不斷地調整產品結構，牢牢掌握“行業話語權”，未來還將向無人值守方向進軍，進一步發展數字化、智能化。讓無人值守、智能掘進成為現實。