2023年，深圳媽灣跨海通道正式建成。
這條“巨龍”橫臥前海灣海域，將深圳前海合作區(qū)與寶安區(qū)大鏟灣連成一片，徹底改寫了粵港澳大灣區(qū)的交通格局，被譽為中國基建的又一成就。
然而，當所有人為這歷史性的時刻歡呼雀躍時，卻幾乎沒有人想到，在這項浩大的超級工程中，有一種關(guān)鍵設(shè)備功不可沒。
它是地下空間探索征程中的無畏“開路先鋒”，憑借刀盤那雷霆萬鈞般的旋轉(zhuǎn)之力，在千米深的巖層中披荊斬棘，硬生生開辟出一條條坦途；
它也是工業(yè)領(lǐng)域皇冠之上熠熠生輝的“智能明珠”，搭載著先進的激光導航與AI智能決策系統(tǒng)，即便身處幽暗復雜的地層深處，也能憑借卓越的科技實力實現(xiàn)毫米級的精準掘進；
它更是大國基建背后默默支撐的“隱形脊梁”，從波瀾壯闊的跨江隧道到氣勢恢宏的穿山高鐵，它以鋼鐵之軀默默耕耘，用堅實的力量托起令人驚嘆的“中國速度”，讓“天塹變通途”這一曾經(jīng)遙不可及的夢想，如今真切地照進了現(xiàn)實。
它，就是被譽為“地下蛟龍”的盾構(gòu)機，它僅憑一己之力，就撐起了如今的大國建設(shè)。
而更讓人想不到的是，就是這樣一款搭橋修路、開山破洞的基建神器，全世界僅有德國、日本、美國和中國四個國家能夠制造，而中國制造在這四個國家當中，更是翹楚一般的存在。
盾構(gòu)機是什么？
首先，來聊聊盾構(gòu)機是什么。
盾構(gòu)機，英文名字叫Tunnel Boring Machine，所以它也有一個叫做TBM的簡稱。
它是一種專門用于地下隧道掘進的工程機械，集開挖、支護、排渣、導向等功能于一體，并廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路、公路、水利、市政等領(lǐng)域的隧道工程，被譽為現(xiàn)代基建的開路先鋒。
一般來說，當工程項目開始啟動時，盾構(gòu)機這位開路先鋒就會利用前端配備旋轉(zhuǎn)刀盤（刀盤上通常配有滾刀、切刀等刀具）切削土體或巖層，將隧道前方的土體切得支離破碎。
而等到土體徹底破碎成渣土后，刀盤就會打開一個開口，將碎土吸入土倉，再由螺旋輸送機或皮帶輸送機運至后方，通過渣土車或管道排出隧道。
如此一來，便節(jié)省了大量人力物力，可以更加方便快捷地加快工程進度。
當然，這里的更加快速也要依據(jù)具體的情況來定，不同的地質(zhì)條件決定了挖掘速度的不同，也決定了盾構(gòu)機的種類不同。
按照分類法則來看，盾構(gòu)機一般可以被分為以下幾類：適用于軟土地層的土壓平衡盾構(gòu)機（EPB）；適用于高水壓、透水性強的地層的泥水平衡盾構(gòu)機（SLB）；配備高強度滾刀的專用于硬巖地層的硬巖盾構(gòu)機（TBM），每種盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)不同，功能不同，適用范圍也不同。
當然，除了這種以地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行劃分的分法以外，也可以按照盾構(gòu)機的直徑分類：小型盾構(gòu)機，直徑小于3米，多用于市政管道、電纜隧道；中型盾構(gòu)機，直徑為3到6米，多用于地鐵隧道；大型盾構(gòu)機，直徑大于6米，常用于鐵路等大型隧道工程。
各國的盾構(gòu)機
了解了盾構(gòu)機的基本概念和分類后，再來看看全球盾構(gòu)機制造的格局。
截至目前，全球具備盾構(gòu)機自主研發(fā)與制造能力的國家寥寥無幾，有且僅有德國、日本、美國和中國四國。
在這四個國家中，作為全世界唯一的超級大國，綜合科技實力最為強大的美國，在盾構(gòu)機技術(shù)上卻意外地排在最后。
美國國內(nèi)盾構(gòu)機行業(yè)的龍頭企業(yè)羅賓斯公司，曾為四川二灘水電站錦屏引水項目打造過一臺直徑12.42米的硬巖敞開式隧道掘進機。
然而，該設(shè)備的掘進速度僅為每小時2米左右，技術(shù)參數(shù)在上述四國中墊底。
相比之下，日本憑借深厚的工業(yè)底蘊，在盾構(gòu)機領(lǐng)域展現(xiàn)出了更強的實力。日本日立公司生產(chǎn)的“貝莎號”（Bertha）盾構(gòu)機，直徑達17.5米，重量7000噸，穩(wěn)居人類歷史上第二大盾構(gòu)機之位，掘進速度可達每小時3.6米。
值得一提的是，該盾構(gòu)機曾為美國西雅圖隧道工程立下赫赫戰(zhàn)功，因此很多人誤以為它是“美國制造”，實際上它是不折不扣的“日本制造”。
德國作為老牌工業(yè)強國，盾構(gòu)機技術(shù)更是底蘊深厚。在全球盾構(gòu)機制造企業(yè)的排名當中，前十位的名單里，德國制造曾占據(jù)了半壁江山。
據(jù)了解，德國最出名的盾構(gòu)機企業(yè)就是大名鼎鼎的海瑞克集團，該公司曾參與了多個中國重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，為中國城市軌道交通的發(fā)展做出了重要貢獻。
尤其是該公司研發(fā)的馬蹄形盾構(gòu)機，更是世界首創(chuàng)，被譽為全球盾構(gòu)機行業(yè)的絕對翹楚。
而與此同時，海瑞克旗下生產(chǎn)盾構(gòu)機的速度更是世所罕見，公司旗下的S-880號盾構(gòu)機，更是憑借每小時6米速度，笑傲群雄。
不過，隨著中國盾構(gòu)機產(chǎn)業(yè)的異軍突起、后來居上，德國在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢地位逐漸被取代。
這并非德國制造不給力，而是中國制造的盾構(gòu)機實力過于強大。
中國的異軍突起
以媽灣跨海通道項目為例，該項目所處地段地質(zhì)條件極為復雜，包含花崗巖、片麻巖等硬巖層（全斷面硬巖地層，巖層強度最高達193MPa，相當于普通混凝土7倍強度）以及淤泥、砂層等軟弱地層。
盾構(gòu)機需在“上軟下硬”或“軟硬夾層”中持續(xù)掘進，這極易導致刀盤偏磨、刀具損壞。
此外，海底基巖面起伏大，孤石分布隨機，盾構(gòu)機可能遭遇“啃不動”的硬巖塊，增加掘進阻力。
通道最大埋深達40米，盾構(gòu)機需承受約4巴水壓，這對管片密封、盾尾油脂注入系統(tǒng)提出了極高的要求。而且，盾構(gòu)掘進過程易擾動周邊土體，導致地面沉降或隆起。
可以說是困難重重，每一項都足以讓許多國家望而卻步。
然而，在中國的“媽灣號”泥水平衡盾構(gòu)機面前，這些所謂的麻煩通通都變成了小菜一碟。
“媽灣號”泥水平衡盾構(gòu)機采用了“三合一”復合地層掘進技術(shù)，能夠適應(yīng)軟土、砂層、硬巖復合地層，輕松完成挖掘。
同時，其“智慧盾構(gòu)”系統(tǒng)集成了 AI 地質(zhì)預報、設(shè)備健康監(jiān)測、自動導向功能，實現(xiàn)了毫米級精度控制，有效避開了“啃不動”的硬巖塊，減少了地面沉降或隆起，最終順利完成了任務(wù)。
而在速度方面，“媽灣號”泥水平衡盾構(gòu)機每小時8米的速度，更是完成了對S-880號的超越。
正因如此，很多人在見到了媽灣跨海通道的成就以后，紛紛贊揚中國盾構(gòu)機的強大。
但它們不知道的是，中國盾構(gòu)機的成功絕非個例?，F(xiàn)在，全球新使用的盾構(gòu)機中，大約70%都產(chǎn)自中國，中國已然成為全球盾構(gòu)機市場的“絕對霸主”。
參考資料： 1、人民網(wǎng)《大國基建再“更新” “硬核”科技帶來“中國速度》 2、澎湃新聞《新盾構(gòu)機始發(fā)!這條城際建設(shè)進度超1/3→》
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