9月27日8时许，中国铁建重工集团长沙第一产业园掘进机总装区，随着大红幕布徐徐拉开，国产最大直径盾构机露出真容。

    直径16.07米、总重量4300吨，“京华号”是我国迄今研制的最大直径盾构机，是当之无愧的“大国重器”。

    “最大”盾构机，有何“大”不同？记者逐一揭秘。

    掘进的速度——

    常压换刀技术在16米级超大直径盾构机上的首次应用

    出厂后将参与北京东六环改造工程建设的“京华号”，承担的是长达7.3公里的隧道掘进任务。

    “隧道需要穿越砂土、富水高致密砂层、粉土及黏性土交互层等复杂地质，工程面临超大直径、超长距离、超深覆土、超敏感环境等施工难点。”中国铁建重工集团掘进机研究设计院副院长张帅坤介绍。

    砂层、粉土，听上去“软”，实际上“硬”。砂层里的石英含量高，日常生活中的磨刀石常常就是用的石英。磨刀石能“磨钢”，这次的刀具采用比钢更硬的特殊合金，从而减少刀具磨损。

    刀要够硬，换刀也要够快。首次在16米级超大直径盾构机上应用常压换刀技术。

    地层中富水高压，以前工作人员只能带压换刀，要像潜水员一样，在压力环境下操作。换一次刀具需要经过繁琐的加压、减压等过程，常要花上一两天时间。现在采用常压换刀，就是在刀盘内部设置一个箱体，工作人员钻到刀盘“肚子”里，一两个小时就能轻松更换刀具，大大提升了工作效率，更确保了人员安全。

    重达500吨的刀盘，创新设计了伸缩式主驱动，一旦需要换刀或遇到障碍，可以前后移动，灵活应对；首次应用同步双液注浆技术，减少了混凝土砂浆的凝固时间，增强了隧道的抗渗透性，保证了施工质量；配置了高效大功率泥水环流系统，对掘进中产生的泥浆进行收集……多项核心技术，让隧道掘进作业不仅安全高效，而且绿色环保。

    制造的精度——

    误差范围控制在毫米级，上千个部件将分拆再组装

    重达4300吨的“巨无霸”，控制精度却以毫米计算。

    张帅坤介绍，一方面，直径大，本身对设计精度、制造精度就提出了更高要求；另一方面，盾构机不能整体运输，必须拆散运输，到了施工现场后再进行组装。

    “京华号”的零部件有上万个，到施工现场将有上千个部件需要进行重新拼装。只有将误差范围控制在毫米级，才能确保拆了还能再装，装起来还能再用。

    吊装、运输，也是难点。

    “京华号”分拆后，最大件重量有近300吨，到工地组装时最大件重量达500多吨。这对现场组装、起吊是非常大的考验。

    分拆后的部件最大尺寸达到8.5米，属于超大件运输，必须使用专用车辆，走专用道路，并且协调沿路交通运输条件。

    据介绍，这台盾构机的“寿命”是10公里，完成此次7公里多的任务后，它将回厂进行大检修，对关键部件进行检查、对易磨损部件进行更换，如果顺利的话，还可以应用到下一个工程。

    创新的高度——

    因需而生的全方位、全链条、全系统性创新

    我国盾构机研制和生产始于20世纪90年代，此前，盾构机市场一直被发达国家垄断。

    在位于长沙经开区的铁建重工厂房里，2016年，国产首台铁路双线大直径泥水平衡盾构机下线，开挖直径12.81米，总长度78米，总重量2200吨；2017年，国内首台最小直径TBM下线，直径4米，长度290米，重约750吨……从4米、8米、到12米，再到16米，10余年来，铁建重工成功研制了50多项填补全球、国内空白的首台套产品，一次次挑战极限，突破自我。

    “标志着我国在超大直径盾构机领域走在全球前列。”在“京华号”下线仪式现场，中国工程院院士陈湘生说，这台设备的意义不仅在盾构机本身，而在于创造了中国制造业特别是施工装备的一种新的创新模式。以国家需求为驱动力，着力于技术创新这个核心，湖南在施工装备制造业将走在全球前列。