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5月29日，由中鐵十一局和鐵建重工聯(lián)合打造的超大直徑盾構(gòu)機(jī)“焦平一號(hào)”在長(zhǎng)沙出廠，將投用于世界最大直徑土壓平衡盾構(gòu)高鐵隧道——焦平鐵路邙山隧道建設(shè)。

焦平鐵路是我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)呼南通道的關(guān)鍵組成部分，線路全長(zhǎng)約230千米，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里。其中，由中鐵十一局承建的焦平鐵路邙山隧道為全線控制性工程，該隧道盾構(gòu)區(qū)間全長(zhǎng)4970米，隧道開(kāi)挖直徑14.57米，采用單洞雙線設(shè)計(jì)。

邙山隧道施工面臨“一大、二長(zhǎng)、三難”的極端挑戰(zhàn)。施工斷面面積超167平方米，盾構(gòu)獨(dú)頭掘進(jìn)近5公里。始發(fā)井縱向距離僅54米，且場(chǎng)地狹窄，需實(shí)施超大直徑盾構(gòu)分體始發(fā)。盾構(gòu)機(jī)穿越黏質(zhì)黃土、粉質(zhì)黏土、粗圓礫土和鈣質(zhì)膠結(jié)層等多種復(fù)合地層，局部含直徑達(dá)30厘米的漂石，并下穿邙山陵墓群核心保護(hù)區(qū)、焦柳鐵路和連霍高速等重大風(fēng)險(xiǎn)源，地表沉降需嚴(yán)格控制在毫米級(jí)，施工難度國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)。

針對(duì)施工需要，“焦平一號(hào)”在研制過(guò)程中進(jìn)行了多項(xiàng)專項(xiàng)設(shè)計(jì)。盾構(gòu)機(jī)整機(jī)總長(zhǎng)約110米，總重約3500噸，裝機(jī)功率達(dá)10000千瓦，具備“切削—出渣—襯砌—注漿”一體化連續(xù)作業(yè)能力。在后期詳勘中發(fā)現(xiàn)大面積鈣質(zhì)膠結(jié)層與漂石后，建設(shè)團(tuán)隊(duì)迅速調(diào)整刀盤方案，歷時(shí)2個(gè)月打造出國(guó)內(nèi)首款適配軟硬復(fù)合膠結(jié)地層的超大直徑盾構(gòu)刀盤。刀盤表面覆蓋碳化鉻復(fù)合耐磨板，耐磨性能提升40%。同時(shí)，刀盤布置了20處渣土改良噴口，配合主動(dòng)攪拌棒、中心攪拌器及高壓沖洗系統(tǒng)，有效防止黃土結(jié)泥餅。

在掘進(jìn)控制方面，“焦平一號(hào)”搭載了多層次復(fù)合注漿系統(tǒng)，總注漿能力達(dá)每小時(shí)100立方米，可將地表沉降控制在毫米級(jí)。設(shè)備還配備了同步推拼系統(tǒng)，單環(huán)施工時(shí)間從127分鐘壓縮至97分鐘，效率提升近三成。此外，它集成了氣壓輔助掘進(jìn)與盾構(gòu)AI智能管控平臺(tái)，可實(shí)時(shí)采集大量掘進(jìn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、預(yù)警調(diào)控和故障智能診斷，推動(dòng)盾構(gòu)施工向智能化升級(jí)。

“焦平一號(hào)”刀盤涂裝以“龍馬”為主題形象，靈感源自《河圖》神話。上古時(shí)期，龍馬背負(fù)星圖躍出黃河，伏羲據(jù)此畫出先天八卦，開(kāi)創(chuàng)河洛文明。龍馬形象躍然刀盤中央，既承載護(hù)佑河洛的千年寓意，也象征著建設(shè)者扎根河洛大地、攻堅(jiān)克難的堅(jiān)定信念。

中鐵十一局焦平鐵路邙山隧道項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳建介紹，“焦平一號(hào)”出廠后，將拆解為上百個(gè)部件，通過(guò)專業(yè)運(yùn)輸方式運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)。目前始發(fā)井及配套工程已基本就緒，設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后將由80余人的專業(yè)團(tuán)隊(duì)組織組裝調(diào)試，預(yù)計(jì)7月底正式始發(fā)掘進(jìn)。

近年來(lái)，隨著我國(guó)高鐵網(wǎng)不斷向復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域延伸，超大直徑盾構(gòu)機(jī)在鐵路隧道領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。國(guó)產(chǎn)大盾構(gòu)在智能管控、耐磨設(shè)計(jì)、復(fù)合掘進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)上持續(xù)突破，“焦平一號(hào)”的研制與應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)土壓平衡盾構(gòu)在高風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)距離、復(fù)合地層隧道施工領(lǐng)域邁上新臺(tái)階，盾構(gòu)智能化、數(shù)字化、綠色化施工正成為行業(yè)新常態(tài)。