長江底，有一場“王不見王”的接力｜國家工業密碼·未來篇
小新說
“十四五”圓滿收官、“十五五”揚帆起航之際，由中央網信辦網絡傳播局、國務院國資委宣傳工作局指導，國務院國資委新聞中心主辦的《國家工業密碼·未來篇》網絡互動傳播活動正式啓動。小新聯合中國科協創新戰略研究院、總檯科晚、總檯《創新進行時》欄目、中國移動咪咕、國家電網英大傳媒、機械工業出版社、《人民畫報》雜誌、《美術》雜誌、星球研究所、混知等夥伴共創，以宏觀的產業視角、微觀的技術視角，生動呈現中央企業在科技創新前沿取得的重大突破，在加快發展新質生產力、建設現代化產業體系進程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業的創新密碼。今天爲您帶來《長江底，有一場“王不見王”的接力》，和總檯科晚一起帶您打卡“啓明號”豎井掘進機。
長江南岸太倉浮橋鎮的灘塗上，
有一臺“鋼鐵巨無霸”，
它不開挖隧道、
不橫渡江河，
只在距離長江大堤200米處
垂直向下“挖井”：
開挖直徑達24米，
比標準籃球場還寬一圈，
這就是中國中鐵自主研製的
世界最大直徑豎井掘進機“啓明號”。
此前在長江江底，
已高效掘進超10000米的
世界最大直徑高鐵盾構機“領航號”
現在距離岸邊僅剩不足千米，
而這兩位“大將”，全程不見面，
卻上演着一場“王不見王”的精準接力。
一身絕技，爲盾構機挖一間“臥室”
盾構機“夠大”，或許已人盡皆知，那麼來思考一個問題：盾構機“挖完了”，該到哪“歇着”？答案是：接收井。
崇太長江隧道全長14.25千米，其中盾構段13.25千米，“領航號”從上海崇明3號井始發，要獨頭掘進11325米才能抵達2號豎井，遠超常規盾構機10千米的連續掘進極限。所以，“2號豎井不是可選項，是必須按期完成的‘生命線’。”“啓明號”的核心任務，就是快速挖好這口接收井，讓“領航號”安全“歸隊”、順利檢修。
2號豎井地處臨江漫灘，表層是細如麪粉的淤泥層，一沾水就成“稀泥”，還與長江形成直接水力聯繫，地下水壓巨大。以前，這類工程只能用明挖降水法施工，但現場負責人坦言：“傳統工法降水難度大、風險高，一旦處理不當，甚至可能影響長江大堤安全，工期也完全不可控。”
雙重壓力下，“啓明號”登場了。俯瞰時，它酷似巨型八爪魚——5組支腿緊緊扣住管片，12組鋼絞線懸吊機身，雙臂協同開挖，最大開挖深度可達150米，集成了主驅動、支腿撐緊等多個系統模塊，憑藉五項核心絕技，實現了豎井施工從“人工+半機械”到“井下無人化、井上少人化”的質變。
絕技一全能掘進齒
滾筒搭載耐磨加強截齒，像全副武裝的鋼牙，不管是硬巖、卵石還是軟泥，都能“啃碎”，還能有效減少截齒損壞風險。這套“鋼牙”還可隨時拆卸更換，遇到複雜地層“換一副”就能續工，適配各類地質工況。
絕技二貼壁定方向
機械式位姿測量技術使它能“摸”着井壁定位，再通過算法校準，哪怕在漆黑水下，也能精準控制主機和井筒位姿，井壁還能自動下沉，徹底解決水下“看不見、摸不着、測不準”的難題，豎井姿態偏差可以控制在毫米級。
絕技三智能調參數
機身預設聯鎖程序和安全參數，傳感器每秒採集上千組數據，實時監測掘進狀態。碰到硬土就自動放慢速度、加大力度，遇到軟土就輕挖快進，一旦參數異常，還會分級發出預警，全程不用人工手動調控，真正實現“有人值守、無人操作”。
絕技四挖拼一步成
工作時先把主機牢牢固定在井壁上，藉助井壁本身作爲支護，滾筒360度旋轉開挖，泥漿環流系統一邊護住掌子面防坍塌，還能帶走渣土，同時同步拼裝預製管片。開挖、護壁、拼裝同步推進，效率相較於傳統工法大幅提升。
絕技五嵌齒鎖得牢
採用齒座鑲嵌結構，特意加大鑲嵌面，減小受力力矩，就像把牙齒牢牢“釘”在滾筒上。哪怕在複雜地層中高強度作業，也能避免齒座脫落，讓掘進工作持續穩定推進，不掉鏈子。
這五項絕技疊加，讓“啓明號”具備了自主下沉、導向、環控、感知、控制的全自主能力，在軟土與硬巖頻變的地層中也能高效掘進，從而在與傳統明挖工法的“對決”中，也呈現出全方位的優勢：
傳統明挖工法需要人員進入基坑作業，塌方、突湧等風險時刻存在；而“啓明號”實現全機械化水下開挖，施工人員在地面值守即可，無須下井，從根源上規避了井下作業的各類安全隱患；採用工廠標準化生產的預製裝配式管片，配合“啓明號”的精準裝配技術，管片拼接牢固、密封性好，能有效抵禦高水壓侵蝕，豎井結構可靠性大幅提升；全程無須基坑降水，不會破壞周邊水系和生態環境，契合綠色施工理念；施工佔地比傳統工法節省約40%，能靈活適配臨江灘塗這類空間受限的複雜施工環境，減少對周邊區域的影響。
“王不見王”，兩大重器怎樣配合？
“啓明號”是怎麼接應“領航號”的？它們的配合不是“地下會師”，而是一場精準到釐米的、不見面的“接力賽”。
崇太長江隧道並非兩端對掘，而是從崇明3號井獨頭掘進，到2號豎井位置完成中途銜接。“啓明號”要在“領航號”完成掘進任務之前，從地面垂直向下開挖56米，完成管片拼裝、井壁加固，把“地下驛站”搭建好後，“事了拂衣去，深藏身與名”。
隨後，江底的“領航號”會繼續向岸邊掘進，抵達2號豎井後，這裏就成爲它的專屬“臥室”——檢修設備運行狀態，適應從水域地層到陸域地層的轉變。等休整完畢，“領航號”再從2號豎井出發，向着1號豎井方向挺進，完成剩餘掘進任務。
它們雖隔着重重泥土，也不“見面”，但卻互相幫助、雙向奔赴。“啓明號”挖掘時採集的地層數據，會實時同步給“領航號”，幫它提前預判地質情況、優化掘進參數；而“領航號”探測到的江底地層信息，也能幫助豎井施工優化，形成雙向聯動的智能施工格局。
而“啓明號”的價值，也遠不止挖一間“盾構臥室”。作爲隧道智能建造的典範，“啓明號”的核心技術未來可廣泛適配海綿城市、城市地下停車庫、地鐵換乘樞紐、地下管廊及能源、水利、礦山、交通等領域的地下空間開發場景，其技術理念還可爲其他地下工程裝備的研發提供借鑑，解鎖更多地下空間開發利用的新可能。
而對長三角來說，這臺巨無霸撐起的不僅是一口豎井，更是對貫通南北的地下動脈起到舉足輕重的作用。崇太長江隧道建成後，高鐵過江將實現不減速，崇明島將告別不通高鐵的歷史，上海與江蘇的時空距離大幅縮短，“軌道上的長三角”再添硬核支撐。
重器強隊，這個“家族”蓬勃生長
向地下要空間、向深地要資源，這條發展之路，我們也走了許久。1997年，西康鐵路秦嶺隧道建設首次引進國外掘進機，雖大幅提升效率，卻面臨設備價格高昂且無議價權、服務不到位的被動局面。2001年，國家將盾構機研製列入“863”計劃，中國中鐵組建了我國首個盾構產業化基地，開啓從零起步的研發征程。2008年，中國第一臺擁有自主知識產權的複合式土壓平衡盾構機“中鐵1號”成功下線，實現了中國盾構機從0到1的歷史性突破。
時至今日，我們的“地下重器隊”已經擁有從核心技術研發、定製化產品製造、精準化施工運維到綠色化設備再製造的完整產業鏈，可針對不同地質、不同工況，提供全生命週期解決方案，全方位對接客戶多元化、個性化需求；同時不斷拓展隧道掘進機應用邊界，從軌道交通到水利水電，從礦產開採到抽水蓄能，構建起覆蓋多領域、多場景的全系列產品矩陣。
高原高寒項目現場，以國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機“雪域先鋒號”爲代表的6臺TBM鏗鏘掘進，築牢雪域高原與內地的“天路”根基；在引調水領域，南水北調引江補漢工程投用“江漢先鋒號”“江漢平安號”等6臺12米級超大直徑TBM，助力三峽工程和南水北調兩大超級工程緊密相連；抽水蓄能電站建設現場，“文登號”超小轉彎半徑TBM、“永寧號”斜井TBM等設備的成功應用，在縮短工期、降低生態影響的同時，加速助力國家綠色能源建設；在礦山，湖南大中赫鋰礦“龍源號”硬巖掘進機連續三月月進尺破千米，刷新世界紀錄……
國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機“雪域先鋒號”
不僅要全面，還要更智能。2021年，盾構TBM智能掘進系統橫空出世，實現掘進參數雲端自預測、姿態自巡航、倉壓自適應、出渣自調整和異常自熔斷五大核心功能同步落地；2024年，中國中鐵攻克多系統協同的泥水盾構智能掘進關鍵技術，研發智能管控平臺並在崇太長江隧道成功應用，讓項目創下最高月掘進718米、月均掘進600米的全球新紀錄；2025年，建成了隧道掘進機智能建造雲中心，發佈了隧道與地下空間領域首個垂直大模型——先鋒·隧道大模型V1.0，實現地質感知、掘進決策、風險預警的全流程智能化賦能。
“領航號”盾構機操控室
自2010年技術研發啓航，中國盾構隧道智能建造歷經關鍵技術攻關、工程大數據平臺建設、數據深度賦能三大階段，實現了從V1.0到V2.0的跨越式迭代，如今正向着V3.0的更高維度全速邁進。
大約十二年前，習近平總書記在中鐵裝備盾構總裝車間考察時，作出“推動中國製造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”的重要指示。如今，全球每10臺盾構機就有7臺來自中國。這些大國重器成了名副其實的“爭氣機”，成爲中國高端裝備“走出去”的閃亮名片，成爲基建行業高質量發展的生動寫照。
更多國資央企精彩動態
盡在國資小新視頻號
———— / END/ ————
責任編輯丨程鏡睿
校對丨劉一鳴 陳伊南
執行主編丨劉海草 張灝然
內容來源丨中國中鐵
