盾构机，全名盾构隧道掘进机，即使用盾构法进行隧道掘进。区别于敞开式施工法，它能够在掘进的同时构建（铺设）隧道之“盾”（指支撑性管片）。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，能够高效完成隧道挖掘任务，是地下工程的利器，也是推动我国走向制造强国的地下巨龙。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

根据不同施工环境，盾构机可分为土压盾构、泥水盾构、复合盾构和硬岩掘进机（TBM）。

盾构机问世至今已有近200年的历史，始于英国，发展于日本、德国等地。发展初期，我国盾构机主要依赖进口。2002年，我国将盾构机列入863计划，集中全国力量专项自主研发，2008 年成功研制出了第一台拥有自主知识产权的复合式盾构机“中国中铁1号”。此后，我国盾构机产业迅速发展，产销量不断攀升。

我国盾构机从“跟跑”到“领跑”的跨越，源于对于各种技术难题的攻破。例如，杨华勇带领产学研用团队针对盾构装备失稳、失效和失准三大国际难题进行攻关，研发出了液压驱动和控制系统。徐震在盾构机的智能化管片拼装机技术、智能化拱架安装机技术、刀盘主驱动脱困技术和煤矿斜井盾构原位拆解技术等方面取得了诸多技术创新成果。

值得一提的是，我国攻克了全球最大直径盾构机主轴承这一“卡脖子”关键技术。主轴承作为盾构机的核心部件，此前被外国企业长期垄断，是我国盾构机全产业链自主化的“最后一公里”。全球最大直径盾构机主轴承研制成功，并应用于隧道工程挖掘。这标志着我国已掌握盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试和检测评价等集成技术，还同时带动了材料、制造工艺、试验验证等一系列协同创新。

实现自主生产后，我国盾构机整体生产成本大幅降低，在全球市场上更具话语权与竞争力，在多个领域得到广泛应用，为我国基础设施建设提供有力支撑。轨道交通工程方面，地铁、公路、铁路建设很大部分都用到了盾构机挖掘。水利工程方面，盾构机在引水隧道、排水隧道，以及穿江隧道建设中也具有独特优势。

盾构机的施工效率高，在硬岩和复杂地质条件下的施工效率高于传统的开挖方法，能够连续作业，减少人工挖掘的需要，大大缩短建设周期。盾构机配备有先进的支护系统，可以有效地控制地表沉降和周边建筑物的稳定，减少施工风险，提高安全性。由于盾构机在地下作业，对地面交通和环境的干扰较小，例如在城市地铁建设中，盾构机施工期间，地面交通基本不受影响，周边居民的生活也不会受到明显干扰。另外，盾构机通常配备有先进的导航和监控系统，可以实现精准控制和自动化操作，提高施工精度和质量。

近日，中铁十一局和铁建重工联合打造的“永庆号”盾构机在湖南长沙顺利下线。这台双仓螺旋机直排式泥水平衡盾构机将启程发往广州，参与当地新建的“高铁进城”项目——广（广州站）南（广州南站）联络线工程的建设。

除此之外，中铁集团还研制出“永宁号”“彩云号”“春风号”等设备，应用于各大工程中，助力国家重大战略性基础设施建设。在未来，我国盾构机产业将继续秉持创新发展的理念，不断提升技术水平和产品质量，为全球基础设施建设贡献更多的中国智慧和中国力量。

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来源: 科普话强国

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