遇水架桥，见山钻洞，这是修路的常识。提起钻洞，我们自然想起穿山甲，同样修路开挖隧道也离不开“穿山甲”——盾构机。你知道吗?位于河南省郑州的中国中铁装备集团(下称“中铁装备”)就生产此利器，而且技术水平已走出国门。
近日，笔者获悉，该公司生产的世界首个马蹄形盾构机将在10月20日“露面”。“马蹄形”、“全球首个”、“河南造”、“完全自主知识产权”，贴了这么多标签的“穿山甲”怎么样?我们来看看。
独创
“变身”马蹄形全球领先
10月13日，笔者见到了这个直径超过10米的盾构机。
从正面看，它就像一个平放着的“大马蹄”，中间镶嵌红蓝色的刀盘。据介绍，这些刀盘就像穿山甲的“利爪”，正是开山劈石的关键部位，“这个马蹄形盾构机刀盘高10.95米、宽11.9米，盾体采用梭式结构，双螺旋输送机出土”。工作时，“前后错开，左右对称”的9个刀盘既可同时转动，也可单个转动、任意组合转动、不同方向转动。
“较之传统盾构机，马蹄形盾构机不仅是断面的‘变形’，更实现了工法、技术的‘变形’。”中铁装备集团总经理谭顺辉说，这个“大块头”看似笨重其实很灵活，马蹄形盾构工法在铁路山岭软土隧道领域首次运用，它能够最大程度提高隧道空间利用率，较圆形截面减少10%~15%的开挖面积，是全球首创的隧道新型开挖模式。
据了解，该盾构机具有我国完全自主知识产权，是世界首台马蹄形盾构机，不仅为我国盾构机高端设备家族增添了新成员，也填补了相关领域的技术空白。
背后
为满足工程需要琢磨出“变形记”
据了解，蒙华铁路作为国内最大的运煤专线，隧道设计要求宽大，开挖断面圆弧为马蹄形状，才能保证铁路隧道的空间要求。蒙华铁路白城隧道要满足工期进度，这才有了“变形记”。
中铁装备集团设计研究总院顶管所所长范磊说，这个马蹄形盾构机在“变形”过程中面临不少困难。首先市场需求小，装备制造单位接触少;再者是要生产就要搭建新的生产线来满足要求;最后就是做起来技术难度大、风险高。
刀盘是挖隧道的“先锋”，如何布置刀盘自然成为难中之难。据介绍，马蹄形的刀盘布置是不对称的，这就意味着开挖过程中将会留死角，这样不仅危险，而且处理的难度也非常大。研发团队最终决定通过改变盾构刀盘的排列位置和刀盘的大小，来保证开挖效率和渣土搅拌效率，“两名设计师最终拿出了10种刀盘排列组合方案”。“使用几个刀盘?受重压会不会变形?”范磊说，当时这些疑问在他脑中轮番“播放”。研发团队又经过多次论证，最终确定采用“上下对称、左右对称”的9刀盘组合方式。
经过1年的论证、研发和生产，今年7月17日马蹄形盾构机成功下线。10月20日，这个“世界第一”将在陕西榆林段白城隧道施工现场亮相，并展示绝活。
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