“京华号”盾构机：国产首台16米级“钢铁巨龙”掘进中国制造新篇章

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“京华号”盾构机：国产首台16米级“钢铁巨龙”掘进中国制造新篇章

时间：2025-10-15 15:00:52

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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(zhū)多(duō)难(nán)题(tí)，在(zài)北(běi)京(jīng)东(dōng)六(liù)环(huán)改(gǎi)造(zào)工(gōng)程(chéng)中(zhōng)大(dà)显(xiǎn)身(shēn)手(shǒu)。如(rú)今(jīn)，以(yǐ)“京(jīng)华(huá)号(hào)”为(wèi)代(dài)表(biǎo)的(de)中(zhōng)国(guó)大(dà)盾(dùn)构(gòu)技(jì)术(shù)不(bù)断(duàn)突(tū)破(pò)，正(zhèng)从(cóng)跟(gēn)跑(pǎo)到(dào)领(lǐng)跑(pǎo)，成(chéng)为(wèi)中(zhōng)国(guó)制(zhì)造(zào)的(de)亮(liàng)丽(lì)名片(piàn)。

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、信息、传感、光学等尖端技术。其工作原理借鉴于穿山甲(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(qián)爪(zhǎo)，负(fù)责(zé)掘(jué)进(jìn)。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(de)管(guǎn)片(piàn)如(rú)穿(chuān)山(shān)甲(jiǎ)闭(bì)合(hé)鳞(lín)片(piàn)，加(jiā)固(gù)洞(dòng)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，经过繁琐的加压、减压等操作，耗时长且危险。而“京华号”配置了第四代常压换刀技术，工作人员可进入作业舱，将刀头抽回并泄压后更换。使原本需8至10小时的作业缩短至约3小时，既(jì)安(ān)全又(yòu)高(gāo)效(xiào)。

“京(jīng)华(huá)号(hào)”在(zài)北(běi)京(jīng)东(dōng)六(liù)环(huán)改(gǎi)造(zào)工(gōng)程(chéng)中(zhōng)面(miàn)临(lín)着(zhe)严(yán)峻(jùn)考(kǎo)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(nián)5月(yuè)始(shǐ)发(fā)，历(lì)经(jīng)24个(gè)月(yuè)的(de)施(shī)工(gōng)，攻(gōng)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(chē)。项(xiàng)目(mù)建(jiàn)成(chéng)后(hòu)，货(huò)运(yùn)交(jiāo)通(tōng)将(jiāng)被(bèi)疏(shū)导(dǎo)至(zhì)外(wài)围(wéi)高(gāo)速(sù)公(gōng)路系(xì)统(tǒng)，保(bǎo)障(zhàng)市(shì)民(mín)通(tōng)行(xíng)畅(chàng)通(tōng)。同(tóng)时(shí)，城(chéng)市(shì)副(fù)中(zhōng)心(xīn)12条(tiáo)规(guī)划(huà)道(dào)路和(hé)5条(tiáo)现(xiàn)状道路将实现东西向贯通，加强东六环两侧区域的交通联系，有效融合城市，实现通州城区与城市副中心行政办公区融合。以“京华号”为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。