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【导语】刀盘绘红色京剧脸谱、身高超5层楼、体长抵7节地铁车厢的国产首台16米级超大直径盾构机“京华号”，正于地下30米深处静穿北京城市副中心。它集诸多尖端技术于一身，借鉴穿山甲挖洞模式高效掘进，还以同步双液注浆、常压换刀等技术攻克诸多难题，在北京东六环改造工程中大显身手。如今，以“京华号”为代表的中国大盾构技术不断突破，正从跟跑到领跑，成为中国制造的亮丽名片。

刀盘上涂着红色京剧脸谱、身高超过5层楼、体长相当于7节地铁车厢的“京华号”，不仅是工程机械领域的代表，更是中国从“制造大国”迈向“制造强国”的生动缩影。

在地下30米深处，“京华号”正静悄悄地穿越北京城市副中心。作为国产首台16米级超大直径盾构机，它可一次性掘进高达6米的隧道断面，犹如一台在地心穿梭的3D打印机。

“京华号”最大开挖直径达16.07米，整机长150米，总重量4300吨，相当于10架波音747客机的重量。这台由约10万个精密部件组成，集机械、电气、液压(yā)、信(xìn)息(xi)、传(chuán)感(gǎn)、光(guāng)学(xué)等(děng)尖(jiān)端(duān)技(jì)术(shù)。其(qí)工(gōng)作(zuò)原(yuán)理(lǐ)借(jiè)鉴(jiàn)于(yú)穿(chuān)山(shān)甲(jiǎ)挖(wā)洞(dòng)模(mó)式(shì)：顶(dǐng)端(duān)刀(dāo)盘(pán)上(shàng)有(yǒu)数(shù)百(bǎi)把(bǎ)特(tè)制(zhì)刀(dāo)具(jù)，如(rú)穿(chuān)山(shān)甲(jiǎ)锋(fēng)利(lì)前爪，负责掘进。刀盘盾体如穿山甲躯干，用来支撑隧道防塌方；出土系统如穿山甲后爪，排出渣土；最后端的管片如穿山甲闭合鳞片，加固洞穴。掘进、排土、出渣、支护、衬砌、封固，一气呵成，隧道主体结构一次成型。

“京华号”最令人惊叹的是，它在地下掘进的同时，能实现地面建筑“无扰动”。这得益于其采用的同步双液注浆技术。施工团队国内首创超大直径泥水盾构同步双液智能注浆工艺，自主研发双液注浆材料、智能注浆设备和控制系统。这项技术将浆液固结时间从传统的8小时缩短到1小时以内，并能快速达到有效强度，为隧道管片提供更加坚固的“金钟罩”。

传统盾构机在掘进过程中，刀具更换是另一大难题。作业人员需像“潜水员”一样在高压环境下操作，经过繁(fán)琐(suǒ)的(de)加(jiā)压(yā)、减(jiǎn)压(yā)等(děng)操(cāo)作(zuò)，耗(hào)时(shí)长(zhǎng)且(qiě)危(wēi)险(xiǎn)。而(ér)“京(jīng)华(huá)号(hào)”配(pèi)置(zhì)了(le)第(dì)四(sì)代(dài)常(cháng)压(yā)换(huàn)刀(dāo)技(jì)术(shù)，工(gōng)作(zuò)人(rén)员(yuán)可(kě)进(jìn)入(rù)作(zuò)业(yè)舱(cāng)，将(jiāng)刀(dāo)头(tóu)抽(chōu)回并泄压后更换。使原本需8至10小时的作业缩短至约3小时，既安全又高效。

“京华号”在北京东六环改造工程中面临着严峻考验(yàn)。隧(suì)道(dào)全长(zhǎng)7.4公(gōng)里(lǐ)，最(zuì)大(dà)埋(mái)深(shēn)达(dá)75米(mǐ)，是(shì)北(běi)京(jīng)市(shì)埋(mái)深(shēn)最(zuì)大(dà)的(de)地(de)下(xià)隧(suì)道(dào)。工(gōng)程(chéng)需(xū)长(zhǎng)距(jù)离(lí)穿(chuān)越(yuè)富(fù)水(shuǐ)高(gāo)密(mì)砂(shā)层(céng)，技(jì)术(shù)挑(tiāo)战(zhàn)大(dà)，施(shī)工(gōng)难(nán)度(dù)高(gāo)。“京(jīng)华(huá)号(hào)”自(zì)2021年5月始发，历经24个月的施工，攻克了盾构浅覆土始发、盾构机高风险吊装、长距离穿越高致密砂层等11项技术难题。顺利穿越京哈铁路、北京城市副中心综合交通枢纽等55处风险源，并创造了单月掘进542米的纪录。在穿越全线最大风险区城市副中心站综合交通枢纽时，项目团队通过精准控制盾构机掘进姿态，结合同步双液注浆和洞内径向深孔注浆等先进技术，及时纠偏、控制沉降，历经17天连续作业，最终安全穿越。

2023年6月，“京华号”盾构机顺利出洞，标志着北京东六环改造工程西线隧道贯通。预计2025年，东六环隧道正式建成通车。项目建成后，货运交通将被疏导至外围高速公路系统，保障市民通行畅通。同时，城市副中心12条规划道路和5条现状道路将实现东西向贯通，加强东六(liù)环(huán)两(liǎng)侧(cè)区(qū)域的(de)交(jiāo)通(tōng)联(lián)系(xì)，有(yǒu)效(xiào)融(róng)合(hé)城(chéng)市(shì)，实(shí)现(xiàn)通(tōng)州(zhōu)城(chéng)区(qū)与(yǔ)城(chéng)市(shì)副(fù)中(zhōng)心(xīn)行(xíng)政(zhèng)办(bàn)公(gōng)区(qū)融(róng)合(hé)。以(yǐ)“京(jīng)华(huá)号(hào)”为(wèi)代表的中国大盾构技术，正在更广阔的领域展现中国制造的实力。目前，在世界最长的海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道，以及世界最深的海底高铁盾构隧道——深江铁路珠江口隧道中，中国盾构技术正不断突破深度与长度的极限。

从“钢钎加大锤”到“钢铁穿山甲”，“京华号”代表的中国盾构技术实现了从跟跑到领跑的历史性跨越。如今，中国盾构机已成为中国制造的亮丽名片，是我国高端装备制造的重要组成部分。

作者：北京城市学院 国际文化与传播学部 李一诺

审核：北京科技记者编辑协会 张越

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