2023年，深圳媽灣跨海通道正式建成。

這條“巨龍”橫臥前海灣海域，將深圳前海合作區(qū)與寶安區(qū)大鏟灣連成一片，徹底改寫了粵港澳大灣區(qū)的交通格局，被譽(yù)為中國基建的又一成就。

然而，當(dāng)所有人為這歷史性的時(shí)刻歡呼雀躍時(shí)，卻幾乎沒有人想到，在這項(xiàng)浩大的超級工程中，有一種關(guān)鍵設(shè)備功不可沒。

（媽灣跨海通道）

它是地下空間探索征程中的無畏“開路先鋒”，憑借刀盤那雷霆萬鈞般的旋轉(zhuǎn)之力，在千米深的巖層中披荊斬棘，硬生生開辟出一條條坦途；

它也是工業(yè)領(lǐng)域皇冠之上熠熠生輝的“智能明珠”，搭載著先進(jìn)的激光導(dǎo)航與AI智能決策系統(tǒng)，即便身處幽暗復(fù)雜的地層深處，也能憑借卓越的科技實(shí)力實(shí)現(xiàn)毫米級的精準(zhǔn)掘進(jìn)；

它更是大國基建背后默默支撐的“隱形脊梁”，從波瀾壯闊的跨江隧道到氣勢恢宏的穿山高鐵，它以鋼鐵之軀默默耕耘，用堅(jiān)實(shí)的力量托起令人驚嘆的“中國速度”，讓“天塹變通途”這一曾經(jīng)遙不可及的夢想，如今真切地照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。

（盾構(gòu)機(jī)）

它，就是被譽(yù)為“地下蛟龍”的盾構(gòu)機(jī)，它僅憑一己之力，就撐起了如今的大國建設(shè)。

而更讓人想不到的是，就是這樣一款搭橋修路、開山破洞的基建神器，全世界僅有德國、日本、美國和中國四個(gè)國家能夠制造，而中國制造在這四個(gè)國家當(dāng)中，更是翹楚一般的存在。

（中國的盾構(gòu)機(jī)）

盾構(gòu)機(jī)是什么？

首先，來聊聊盾構(gòu)機(jī)是什么。

盾構(gòu)機(jī)，英文名字叫Tunnel Boring Machine，所以它也有一個(gè)叫做TBM的簡稱。

它是一種專門用于地下隧道掘進(jìn)的工程機(jī)械，集開挖、支護(hù)、排渣、導(dǎo)向等功能于一體，并廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路、公路、水利、市政等領(lǐng)域的隧道工程，被譽(yù)為現(xiàn)代基建的開路先鋒。

（盾構(gòu)機(jī)）

一般來說，當(dāng)工程項(xiàng)目開始啟動(dòng)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)這位開路先鋒就會(huì)利用前端配備旋轉(zhuǎn)刀盤（刀盤上通常配有滾刀、切刀等刀具）切削土體或巖層，將隧道前方的土體切得支離破碎。

而等到土體徹底破碎成渣土后，刀盤就會(huì)打開一個(gè)開口，將碎土吸入土倉，再由螺旋輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)運(yùn)至后方，通過渣土車或管道排出隧道。

如此一來，便節(jié)省了大量人力物力，可以更加方便快捷地加快工程進(jìn)度。

（盾構(gòu)機(jī)）

當(dāng)然，這里的更加快速也要依據(jù)具體的情況來定，不同的地質(zhì)條件決定了挖掘速度的不同，也決定了盾構(gòu)機(jī)的種類不同。

按照分類法則來看，盾構(gòu)機(jī)一般可以被分為以下幾類：適用于軟土地層的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)（EPB）；適用于高水壓、透水性強(qiáng)的地層的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)（SLB）；配備高強(qiáng)度滾刀的專用于硬巖地層的硬巖盾構(gòu)機(jī)（TBM），每種盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，功能不同，適用范圍也不同。

（盾構(gòu)機(jī)）

當(dāng)然，除了這種以地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分的分法以外，也可以按照盾構(gòu)機(jī)的直徑分類：小型盾構(gòu)機(jī)，直徑小于3米，多用于市政管道、電纜隧道；中型盾構(gòu)機(jī)，直徑為3到6米，多用于地鐵隧道；大型盾構(gòu)機(jī)，直徑大于6米，常用于鐵路等大型隧道工程。

（中國制造的小型盾構(gòu)機(jī)）

各國的盾構(gòu)機(jī)

了解了盾構(gòu)機(jī)的基本概念和分類后，再來看看全球盾構(gòu)機(jī)制造的格局。

截至目前，全球具備盾構(gòu)機(jī)自主研發(fā)與制造能力的國家寥寥無幾，有且僅有德國、日本、美國和中國四國。

（盾構(gòu)機(jī)）

在這四個(gè)國家中，作為全世界唯一的超級大國，綜合科技實(shí)力最為強(qiáng)大的美國，在盾構(gòu)機(jī)技術(shù)上卻意外地排在最后。

美國國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)行業(yè)的龍頭企業(yè)羅賓斯公司，曾為四川二灘水電站錦屏引水項(xiàng)目打造過一臺(tái)直徑12.42米的硬巖敞開式隧道掘進(jìn)機(jī)。

然而，該設(shè)備的掘進(jìn)速度僅為每小時(shí)2米左右，技術(shù)參數(shù)在上述四國中墊底。

（美國人為中國造的盾構(gòu)機(jī)）

相比之下，日本憑借深厚的工業(yè)底蘊(yùn)，在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域展現(xiàn)出了更強(qiáng)的實(shí)力。日本日立公司生產(chǎn)的“貝莎號(hào)”（Bertha）盾構(gòu)機(jī)，直徑達(dá)17.5米，重量7000噸，穩(wěn)居人類歷史上第二大盾構(gòu)機(jī)之位，掘進(jìn)速度可達(dá)每小時(shí)3.6米。

值得一提的是，該盾構(gòu)機(jī)曾為美國西雅圖隧道工程立下赫赫戰(zhàn)功，因此很多人誤以為它是“美國制造”，實(shí)際上它是不折不扣的“日本制造”。

（Bertha盾構(gòu)機(jī)）

德國作為老牌工業(yè)強(qiáng)國，盾構(gòu)機(jī)技術(shù)更是底蘊(yùn)深厚。在全球盾構(gòu)機(jī)制造企業(yè)的排名當(dāng)中，前十位的名單里，德國制造曾占據(jù)了半壁江山。

據(jù)了解，德國最出名的盾構(gòu)機(jī)企業(yè)就是大名鼎鼎的海瑞克集團(tuán)，該公司曾參與了多個(gè)中國重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，為中國城市軌道交通的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

尤其是該公司研發(fā)的馬蹄形盾構(gòu)機(jī)，更是世界首創(chuàng)，被譽(yù)為全球盾構(gòu)機(jī)行業(yè)的絕對翹楚。

而與此同時(shí)，海瑞克旗下生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的速度更是世所罕見，公司旗下的S-880號(hào)盾構(gòu)機(jī)，更是憑借每小時(shí)6米速度，笑傲群雄。

不過，隨著中國盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)的異軍突起、后來居上，德國在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢地位逐漸被取代。

這并非德國制造不給力，而是中國制造的盾構(gòu)機(jī)實(shí)力過于強(qiáng)大。

中國的異軍突起

以媽灣跨海通道項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目所處地段地質(zhì)條件極為復(fù)雜，包含花崗巖、片麻巖等硬巖層（全斷面硬巖地層，巖層強(qiáng)度最高達(dá)193MPa，相當(dāng)于普通混凝土7倍強(qiáng)度）以及淤泥、砂層等軟弱地層。

盾構(gòu)機(jī)需在“上軟下硬”或“軟硬夾層”中持續(xù)掘進(jìn)，這極易導(dǎo)致刀盤偏磨、刀具損壞。

此外，海底基巖面起伏大，孤石分布隨機(jī)，盾構(gòu)機(jī)可能遭遇“啃不動(dòng)”的硬巖塊，增加掘進(jìn)阻力。

通道最大埋深達(dá)40米，盾構(gòu)機(jī)需承受約4巴水壓，這對管片密封、盾尾油脂注入系統(tǒng)提出了極高的要求。而且，盾構(gòu)掘進(jìn)過程易擾動(dòng)周邊土體，導(dǎo)致地面沉降或隆起。

（媽灣跨海通道的盾構(gòu)圖）

可以說是困難重重，每一項(xiàng)都足以讓許多國家望而卻步。

然而，在中國的“媽灣號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)面前，這些所謂的麻煩通通都變成了小菜一碟。

“媽灣號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)采用了“三合一”復(fù)合地層掘進(jìn)技術(shù)，能夠適應(yīng)軟土、砂層、硬巖復(fù)合地層，輕松完成挖掘。

同時(shí)，其“智慧盾構(gòu)”系統(tǒng)集成了 AI 地質(zhì)預(yù)報(bào)、設(shè)備健康監(jiān)測、自動(dòng)導(dǎo)向功能，實(shí)現(xiàn)了毫米級精度控制，有效避開了“啃不動(dòng)”的硬巖塊，減少了地面沉降或隆起，最終順利完成了任務(wù)。

而在速度方面，“媽灣號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)每小時(shí)8米的速度，更是完成了對S-880號(hào)的超越。

（“媽灣號(hào)”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)）

正因如此，很多人在見到了媽灣跨海通道的成就以后，紛紛贊揚(yáng)中國盾構(gòu)機(jī)的強(qiáng)大。

但它們不知道的是，中國盾構(gòu)機(jī)的成功絕非個(gè)例。現(xiàn)在，全球新使用的盾構(gòu)機(jī)中，大約70%都產(chǎn)自中國，中國已然成為全球盾構(gòu)機(jī)市場的“絕對霸主”。

參考資料： 1、人民網(wǎng)《大國基建再“更新” “硬核”科技帶來“中國速度》 2、澎湃新聞《新盾構(gòu)機(jī)始發(fā)!這條城際建設(shè)進(jìn)度超1/3→》