近日

由廣州地鐵集團牽頭

中鐵工程裝備集團等單位參與的

“十四五”國家重點研發(fā)計劃

“城市軌道交通可變徑盾構(gòu)站隧一體化

綠色建造關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項目

取得重大進展

項目團隊自主研制的

全球首臺原位可變徑盾構(gòu)機“變徑一號”

在中鐵華隧聯(lián)合重型裝備公司成功下線

圖源：廣州地鐵

“變徑一號”盾構(gòu)機相較于普通盾構(gòu)機的顛覆性突破，在于同時高效實現(xiàn)了原位變徑、連續(xù)變徑和大尺寸變徑等功能，各項技術(shù)均屬國際首創(chuàng)。

“變徑一號”的誕生，徹底顛覆了傳統(tǒng)盾構(gòu)機只能固定直徑掘進的歷史。它創(chuàng)新性地采用了可變徑盾構(gòu)站隧一體化綠色建造技術(shù)，如同為這臺地下巨龍裝上了靈活的“伸縮骨骼”，使其直徑能夠在8.83米到12.45米之間實現(xiàn)“小變大、大變小”的無級調(diào)節(jié)。

其工作模式堪稱工程界的“變形金剛”。在隧道施工中，它先以較小直徑掘進區(qū)間隧道；到達車站位置后，無需拆解或轉(zhuǎn)場，便能直接在原地“擴徑”，開挖出更為寬闊的車站隧道空間；完成車站段施工后，又可智能“縮徑”，繼續(xù)向下一區(qū)間邁進。這一氣呵成的過程，從根本上避免了傳統(tǒng)工法所需的中途拆機、增設工作井等繁瑣環(huán)節(jié)。

集成三大核心功能

填補國內(nèi)外行業(yè)技術(shù)空白

原位變徑

盾構(gòu)機掘進過程中在既定位置直接改變開挖直徑，避免提前開挖工作井或人工擴大盾構(gòu)機的開挖面進行變徑，極大地拓寬了設備的適用范圍，打破既有變徑設備僅能實現(xiàn)非原位變徑的局限。

連續(xù)變徑

在挖掘過程中連續(xù)的直徑轉(zhuǎn)換，無需人工進行刀盤改造，在世界范圍內(nèi)未有先例。

大尺寸變徑

“變徑一號”盾構(gòu)機可實現(xiàn)變徑過程中開挖面積擴大約98%，變徑前后隧道成型（內(nèi)徑）面積擴大約89%，極大滿足了車站隧道的空間需求。

采用多項自主科技

創(chuàng)新技術(shù)世界領先

為打造這臺具備全球領先“變形”能力的超級裝備，項目團隊攻克多項世界性難題，集成多項自主創(chuàng)新技術(shù)：

多刀梁同步伸縮

研制出負載能力強、同時適應土層、巖層等多種地層的大尺寸多刀梁同步伸縮連續(xù)擴挖刀盤，通過足尺試驗臺架驗證、工廠試驗驗證、工程示范驗證等多種方式，全面驗證關(guān)鍵技術(shù)的可靠性。

狹小空間重載變徑拼裝

研發(fā)重載變徑構(gòu)建拼裝機器人，可在狹窄環(huán)境下高效完成支護組件和擴徑組件的快速精準擴徑及縮徑。

系統(tǒng)集成與智能控制

通過對刀盤變徑、盾體變徑、空間防護及動力匹配等關(guān)鍵系統(tǒng)的深度優(yōu)化與集成創(chuàng)新，實現(xiàn)整機掘進性能與能源消耗的協(xié)同智能控制。

圖源：華隧建設公眾號

“變徑一號”盾構(gòu)機的成功研制，是我國隧道工程裝備領域的一項重大突破。

圖源：華隧建設公眾號

可變徑盾構(gòu)機作為全新的施工裝備，尤其適合建筑物密集、交通繁忙、征拆困難的城市核心區(qū)建設。本次下線的“變徑一號”盾構(gòu)機將首先應用于芳白城際廣州火車站項目建設，計劃從廣白盾構(gòu)井始發(fā)，掘進至廣州火車站車站區(qū)域后實施變徑并施工站臺隧道。

這一裝備的成功下線，標志著我國在軌道交通綠色智能建造領域邁出關(guān)鍵一步，助力我國由“建造大國”向“建造強國”穩(wěn)步邁進。

而這一科技進步的背后，離不開一代代工程先驅(qū)的探索與積淀。在隧道工程領域，王夢恕院士便是推動傳統(tǒng)技術(shù)革新的先驅(qū)。在廣州地鐵一號線建設中，王夢恕團隊面對六大地質(zhì)難題，主張采用特殊淺埋暗挖法：在巖石段用微震爆破控制振速，居民區(qū)實施中短管棚法，含水砂層采用正臺階快通過方案?？蒲袌F隊歷時一年攻克難關(guān)，創(chuàng)造單口月掘進198.8米紀錄。后續(xù)在越秀公園站研發(fā)三洞室分離結(jié)構(gòu)，解決軟弱地層大型洞群難題，該技術(shù)在全國15個地鐵項目推廣應用。

技術(shù)成果的背后，是智慧、堅守與情懷。 若想深入了解成就背后的科學人生與精神力量， 歡迎您移步閱讀王夢恕院士的專題故事。

參考來源

廣州科技創(chuàng)新《全球首臺！中國盾構(gòu)機實現(xiàn)“變形金剛”式突破，將在廣州地鐵“上崗”》

https://mp.weixin.qq.com/s/ksctTb1P8BKk9l-cpoKupg?scene=1&click_id=4

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