盾构机：地下巨兽如何改变世界？我国盾构机发展历程揭秘
全断面隧道掘进机的正面照片
在现代城市基础建设中，盾构机（简称 TBM）是一种不可或缺的超级工程装备。它像一条“地下巨龙”，穿山越岭，掘进隧道，被誉为“地下航母”。特别是在我国，盾构机的应用已涉及地铁、高铁、公路、输水、排污等多个领域，推动了基础设施建设的飞速发展。
杭州地铁建设中使用的软土隧道盾构机
那么，盾构机是什么？它的发展历程如何？为何这种庞然大物往往只能使用一次？本文将深入探讨这些问题。
一、盾构机是什么？盾构机是一种用于隧道掘进的自动化设备，集开挖、支护、渣土输送、同步拼装等功能于一体。其核心部件是位于前端的刀盘，它可以旋转切削岩石或土壤，并将开挖出的物料通过输送系统运出。同时，盾构机后部会同步安装预制管片，以支撑隧道结构，防止坍塌。
根据适用地质条件，盾构机可分为土压平衡式、泥水式、硬岩 TBM 等多种类型。由于施工环境复杂，每台盾构机往往需要根据工程特点进行定制。
二、我国盾构机的发展历程1. 依赖进口阶段（20 世纪 60 年代-90 年代）盾构机最早由英国工程师马克·布伦内尔在 19 世纪发明，我国在 20 世纪 60 年代开始关注这一技术，但受限于制造能力，早期主要依赖进口。
1967年9月20日，美国间谍卫星日冕KH-4B拍摄的照片，在太空中北京地铁一期工程路线一览无余
例如，20 世纪 80 年代，北京地铁 1 号线曾使用进口盾构机进行施工。
北京地铁1号线连接北京市石景山区古城站至朝阳区四惠东站，是北京地铁的一条东西走向的地铁线路，也是我国建设的第一条城市地铁线路
2. 逐步国产化阶段（20 世纪 90 年代-2010 年）1996 年，我国制造出首台土压平衡盾构机，但核心技术仍受国外制约。随着国家加大基础设施投资，盾构机的国产化进程加快。2008 年，上海隧道工程公司成功研制出自主品牌的盾构机，标志着我国正式迈入盾构机国产化时代。
3. 走向世界阶段（2010 年至今）
进入 21 世纪 10 年代，我国盾构机产业迎来爆发式增长。2012 年，“中国中铁 745 号”盾构机成功应用于广州地铁工程。2017 年，我国研制出全球最大直径盾构机“天鲲号”，直径达 17.45 米。
如今，我国已成为全球最大的盾构机生产国，产品出口至 30 多个国家和地区，并在海外多个重大工程中发挥重要作用。
尽管盾构机造价昂贵，但大多数情况下，它们仅在一个项目中使用，原因如下：
1. 设计高度定制化每个隧道工程的地质条件、长度、直径等都不同，盾构机需要根据具体需求量身定制。即使是相似的工程，刀盘的设计、推进系统的参数也可能完全不同，因此难以在新项目中重复使用。
2. 隧道出口受限，回收困难盾构机通常从隧道一端进入，完成掘进后到达另一端。然而，由于隧道出入口空间有限，盾构机往往难以整体拆除并运输至新工地。例如，在地铁施工中，盾构机到达终点后通常被拆解埋在地下或局部回收。
3. 经济成本与技术问题即使可以回收，拆解、运输、重新组装、调试的成本可能比制造新设备更高。此外，长时间使用的盾构机磨损严重，刀盘、液压系统等部件需大规模更换，维护费用高昂。
4. 工程安全性考虑盾构机的精度和稳定性直接影响工程安全。由于二手盾构机可能存在未知隐患，施工单位通常更倾向于使用新设备，以确保施工质量和安全性。
四、未来展望
随着科技进步，盾构机的重复利用率可能会提升。例如，模块化设计可提高设备的通用性，而新材料和智能监测技术可延长盾构机的使用寿命。此外，我国企业正在探索二手盾构机的翻新和再利用模式，以提高资源利用率。
在全球基础设施建设持续增长的背景下，盾构机产业仍将保持强劲发展势头。作为世界盾构机制造和应用的领军者，我国有望在未来进一步提升技术水平，推动行业迈向智能化、可持续化发展。
结语
盾构机，这一地下工程的“巨无霸”，不仅见证了我国基础设施的腾飞，也成为高端装备制造业崛起的象征。从依赖进口到自主研制，再到走向世界，我国盾构机产业的成长历程充分展现了科技创新的力量。虽然盾构机往往只能使用一次，但它们留下的隧道，将支撑城市发展数十年乃至上百年，成为现代文明的重要基石。
