國產首臺常壓換刀式超大直徑泥水平衡盾構機順利驗收成功下線

9月23日，由鐵建重工和中鐵十四局聯合研制，具有完全自主知識產權的國產首臺常壓換刀式超大直徑泥水平衡盾構機“沅安號”順利驗收成功下線，實現了國產自主盾構研制技術的又一次大跨越，填補了我國在盾構機常壓換刀技術領域的空白。

“沅安號”的刀盤設計猶如一朵綻放的桃花，為平素剛勁的國之重器憑添了一份柔美的藝術氣息，是目前國內顏值最高的盾構機之一，其開挖直徑11.75m、整機長度132m、總重約3000t，裝機功率6100kW。預計9月底陸續運抵常德沅江過江隧道施工現場，開啟“穿江河、越湖海”的使命，為湖湘大地的軌道交通建設作出貢獻。

據了解，常德沅江過江隧道是湖南沅江流域中的第一條城市交通跨江隧道，也是首條大直徑過江盾構隧道。隧道總投資25.44億元，設計全長2240米，設計時速60公里/小時，工期3年，建成后兩岸車輛最快5分鐘即可過江。隧道由中鐵十四局施工建設，采用泥水盾構法施工，其中江中盾構段長1680米 。據地質勘測結果顯示，常德沅江過江隧道具有開挖斷面大、水文地質條件復雜、穿越地層強度高、滲透系數大、高水壓等特點。沅江防洪大堤為人工填筑而成，含有大量塊石、卵石，不利于隧道施工。隧道地質層富含卵石，均勻性較差，主要為石英質，點載荷強度為0.51-5.21Mpa，將對盾構機刀盤施工作業造成不利影響。

通常情況下，壓力平衡式盾構機必須是帶壓力施工的，只有保持壓力平衡，才能控制施工掌子面沉降，保證施工安全，所以無論工作還是不工作，盾構機刀盤后的壓力艙都要保持與外部相當的壓力。盾構機更換刀具需要在高于正常條件下2倍的高壓環境中作業，這個過程十分危險。此前該項工作一般都是由資深潛水員擔當，勞動報酬每小時約1萬元，工作時間短，準備周期長，進入壓力艙到出艙的過程最少需要6個小時，每次只能更換部分刀具。出艙過程至少需要2小時逐步減壓，否則溶解在血液內的高濃度氮氣會在迅速降低的壓力下釋放并膨脹，把作業人員的肺吹爆，具有很大的危險性，場外甚至還需專門配備救護車。人員奇缺，勞動報酬高，工作效率低是長期困擾盾構機帶壓換刀的難題。

針對盾構機施工過程中刀具更換難度高、風險大這一行業難題，鐵建重工在該設備上采用自主研發的常壓換刀技術，可有效避免泥水盾構由工作人員帶壓進行換刀作業的風險，大大提高了換刀作業效率，降低了帶壓條件下換刀成本，使換刀作業更安全更可靠更便捷，將高強度、高風險、高污染的隧道掘進工程作業轉變成為相對安全、可靠、高效的綠色施工模式。

除了常壓換刀這一“獨門絕技”以外，“沅安號”集許多先進技術于一身。它融合了鐵建重工自主研發的集成控制技術，整機性能先進可靠，采用了集成箱涵同步拼裝技術，掘進施工過程中可進行預制箱涵同步拼裝，縮短工期，大大提高了隧道整體施工效率;通過高精度氣液壓力平衡控制技術的應用，保證了掘進開挖過程中掌子面持續高精度穩壓控制;采用大功率泥漿環流沖刷系統優化匹配技術，為系統高效開挖和輸送提供了一體化保障措施，便于靈活操控和實時運行參數調整，充分滿足隧道建設快速、優質、高效、安全、環保、集成化程度高的要求，代表了我國隧道施工現代化發展方向。

目前，鐵建重工泥水平衡盾構機系列開挖直徑覆蓋3~17米，憑借優異的施工性能、極高的技術水準推動了我國隧道掘進裝備產業升級，提升了我國裝備制造業水平和重大裝備國際核心競爭力，標志著我國現代化大型隧道施工裝備已經達到世界領先水平。