21世纪经济报道记者张赛男
“这台泥水盾构刀盘直径是10.49米，约四层楼高，单一个19寸的盘形滚刀就有近200公斤的重量。盾构机从机头刀盘正面到后面的配套车架，总长是125米。”在隧道股份（600820.SH）的国家级盾构研发制造中心，为沙湾河深圳水库截排工程配套的最新盾构震撼亮相，宛若一条“地下蛟龙”，隧道股份城建装备设计研究院常务副院长袁向华对包括21世纪经济报道记者在内的媒体作出上述介绍。
近日，上海市国资委举办“大V‘企’妙行看见新国企”——互联网优质内容创作者走进上海国资国企主题宣传活动。其中，隧道股份是上海国资“大国重器”的重要一站。
隧道股份的城建装备国产盾构制造基地，是中国国产盾构事业的起点。从上世纪六十年代从无到有造盾构，到本世纪初的“先行号”敲开自主知识产权大门，再到近年来为全球诸多超级工程锻造超大直径盾构、研制能自主巡航的智能盾构，隧道股份的盾构机不断迭代，展现了中国高端智造的实力。
“地下蛟龙”蓄势腾飞
如何理解盾构机的作用？隧道股份的工作人员用“在豆腐里打洞”来形容盾构机工作的特点。
上世纪六十年代，上海要在黄浦江底修打浦路越江隧道，但上海的饱和含水软土地质像嫩豆腐，修筑难度极大。更为艰难的是，彼时的建设者不仅要面对地质挑战，更要面对当时极为薄弱的工业制造“底子”——图纸没有、设备没有、工程师没有、会操作的工人也没有。面对隧道领域的“产业空白”，上海选择“从零到一”干——自己画图，硬造出中国第一台Φ10.22米大型网格挤压盾构，并在1970年实现打浦路隧道贯通，成为上海第一条、也是全国第一条越江隧道。
如果说当时还是“手搓盾构”，那么直到2003年，“国产盾构”才真正升级为可复制、可量产的高端装备。
2002年前后，盾构国产化被列入国家863计划，隧道股份承接关键攻关任务；2003年，隧道股份城建装备研制出国内首台具有自主知识产权的Φ6.34米土压平衡盾构“先行号”，应用于上海地铁2号线，并创下当时日推进38.4米、月推进566.4米的纪录，改变“洋盾构一统天下”的市场格局。此后，国产盾构形成批量订单，走向上海、南京、杭州、天津、宁波等多地地铁项目。
自2003年自主研发“先行号”盾构以来，隧道股份城建装备持续对盾构制造技术进行升级。
此次记者走访看到的，则是隧道股份为深圳沙湾河深圳水库截排工程配套研制的大直径泥水盾构——“沙湾河2号”。这台为深圳沙湾河流域治理工程量身打造的盾构机，直径10.49米，设计承压高达10bar。它专为应对“长距离、复合岩层、高水压”等极端复杂地质条件而生。
据悉，该装备集成了耐磨刀盘与大功率伸缩驱动以应对硬岩，高压密封盾体保障深埋高压下的安全推进。其创新的多模式排渣技术、全面智能监控系统（包括刀盘监测、盾尾间隙自动测量、超前地质预报等）以及智能换刀机器人的应用，显著提升了其在超埋深、富水地层中作业的自动化水平与安全性。
袁向华还向记者科普了盾构机的运输方法，他形象地将其比喻为“搭积木”，“盾构机其实是由散件组装成的一个整体，先在车间进行调试。完成后把它们拆开成散件，运输到目的地后，再进行组装调试。整个过程就是：搭积木，拆积木，再搭积木。”
下一步迭代：智能化
盾构机有“工程机械之王”之称，涉及地质、电气、机械、液压、传感等多个学科，这种多学科的属性意味着其遇到的难点是多种多样的。从小盾构到大盾构，从土压到泥水，盾构机面临的技术难度成指数级增长。
隧道股份是如何一步步攻坚克难的？“国产盾构发展的过程，我认为根本上是得益于国内产业链的发展。”袁向华说，“以刀具为例，以前的刀具还需要国外采购，现在我们所有的刀具都在国内采购。从工程验证到材料配方的调整，大家不断试错、调整，实现了针对不同地质的加工技术，这得益于材料学的突破和产业链的共同成长。”
当被问及下一步迭代的方向，袁向华认为是“智能化”。
盾构施工，传统上高度依赖“司机+经验”——需要大量的人力操纵盾构实施掘进任务。但当掘进越来越长、沉降要求越来越苛刻、工况越来越杂，在施工中排除“人”的因素，把对于海量数据的分析与决策权交给数据与算法，就成了必然路径。
隧道股份城建装备以智能感知、智能决策、智能执行为重点开发方向，自主开发了数智盾构系列产品，首次高效、稳定地实现了隧道施工“推-拼-运”三大核心作业环节的全流程自主运行。能够自主思考的数智盾构，可以靠传感器与数据模型“开图探路”，靠决策算法“踩油门打方向”，逐渐不再需要人的干预和控制。
实际应用中，盾构自主施工状态下“推进、拼装、运输”各环节衔接流畅，盾构通过强大的数据分析能力为盾构施工提供更科学、智能、精准的决策支持，降低了传统施工中人为因素导致的质量波动。
根据测算，应用数智盾构系统后，盾构施工控制水平较传统人工提高30%以上，诸如承插式接头管片拼装等精细化作业，实际定位误差≤2毫米。在上海市域铁路机场联络线、沪通铁路等项目示范应用中，隧道股份创下了14米级超大直径盾构单月推拼同步施工702米和10米级大直径盾构单月推拼同步施工868米的行业纪录，大幅提升施工质量、加快施工速度、保障施工安全。
