全球首台！中国盾构机实现“变形金刚”式突破，将在广州地铁“上岗”

近日

由广州地铁集团牵头

中铁工程装备集团等单位参与的

“十四五”国家重点研发计划

“城市轨道交通可变径盾构站隧一体化

绿色建造关键技术与装备”项目

取得重大进展

项目团队自主研制的

全球首台原位可变径盾构机“变径一号”

在中铁华隧联合重型装备公司成功下线

图源：广州地铁

“变径一号”盾构机相较于普通盾构机的颠覆性突破，在于同时高效实现了原位变径、连续变径和大尺寸变径等功能，各项技术均属国际首创。

“变径一号”的诞生，彻底颠覆了传统盾构机只能固定直径掘进的历史。它创新性地采用了可变径盾构站隧一体化绿色建造技术，如同为这台地下巨龙装上了灵活的“伸缩骨骼”，使其直径能够在8.83米到12.45米之间实现“小变大、大变小”的无级调节。

其工作模式堪称工程界的“变形金刚”。在隧道施工中，它先以较小直径掘进区间隧道；到达车站位置后，无需拆解或转场，便能直接在原地“扩径”，开挖出更为宽阔的车站隧道空间；完成车站段施工后，又可智能“缩径”，继续向下一区间迈进。这一气呵成的过程，从根本上避免了传统工法所需的中途拆机、增设工作井等繁琐环节。

集成三大核心功能

填补国内外行业技术空白

原位变径

盾构机掘进过程中在既定位置直接改变开挖直径，避免提前开挖工作井或人工扩大盾构机的开挖面进行变径，极大地拓宽了设备的适用范围，打破既有变径设备仅能实现非原位变径的局限。

连续变径

在挖掘过程中连续的直径转换，无需人工进行刀盘改造，在世界范围内未有先例。

大尺寸变径

“变径一号”盾构机可实现变径过程中开挖面积扩大约98%，变径前后隧道成型（内径）面积扩大约89%，极大满足了车站隧道的空间需求。

采用多项自主科技

创新技术世界领先

为打造这台具备全球领先“变形”能力的超级装备，项目团队攻克多项世界性难题，集成多项自主创新技术：

多刀梁同步伸缩

研制出负载能力强、同时适应土层、岩层等多种地层的大尺寸多刀梁同步伸缩连续扩挖刀盘，通过足尺试验台架验证、工厂试验验证、工程示范验证等多种方式，全面验证关键技术的可靠性。

狭小空间重载变径拼装

研发重载变径构建拼装机器人，可在狭窄环境下高效完成支护组件和扩径组件的快速精准扩径及缩径。

系统集成与智能控制

通过对刀盘变径、盾体变径、空间防护及动力匹配等关键系统的深度优化与集成创新，实现整机掘进性能与能源消耗的协同智能控制。

图源：华隧建设公众号

“变径一号”盾构机的成功研制，是我国隧道工程装备领域的一项重大突破。

图源：华隧建设公众号

可变径盾构机作为全新的施工装备，尤其适合建筑物密集、交通繁忙、征拆困难的城市核心区建设。本次下线的“变径一号”盾构机将首先应用于芳白城际广州火车站项目建设，计划从广白盾构井始发，掘进至广州火车站车站区域后实施变径并施工站台隧道。

这一装备的成功下线，标志着我国在轨道交通绿色智能建造领域迈出关键一步，助力我国由“建造大国”向“建造强国”稳步迈进。

而这一科技进步的背后，离不开一代代工程先驱的探索与积淀。在隧道工程领域，王梦恕院士便是推动传统技术革新的先驱。在广州地铁一号线建设中，王梦恕团队面对六大地质难题，主张采用特殊浅埋暗挖法：在岩石段用微震爆破控制振速，居民区实施中短管棚法，含水砂层采用正台阶快通过方案。科研团队历时一年攻克难关，创造单口月掘进198.8米纪录。后续在越秀公园站研发三洞室分离结构，解决软弱地层大型洞群难题，该技术在全国15个地铁项目推广应用。

技术成果的背后，是智慧、坚守与情怀。 若想深入了解成就背后的科学人生与精神力量， 欢迎您移步阅读王梦恕院士的专题故事。

参考来源

广州科技创新《全球首台！中国盾构机实现“变形金刚”式突破，将在广州地铁“上岗”》

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

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