科技日报记者 孙瑜

5月29日，由中铁十一局和铁建重工联合打造的超大直径盾构机“焦平一号”在长沙出厂，将投用于世界最大直径土压平衡盾构高铁隧道——焦平铁路邙山隧道建设。

“焦平一号”下线现场。科技日报记者 孙瑜 摄

焦平铁路是我国“八纵八横”高速铁路网呼南通道的关键组成部分，线路全长约230千米，设计时速350公里。其中，由中铁十一局承建的焦平铁路邙山隧道为全线控制性工程，该隧道盾构区间全长4970米，隧道开挖直径14.57米，采用单洞双线设计。

邙山隧道施工面临“一大、二长、三难”的极端挑战。施工断面面积超167平方米，盾构独头掘进近5公里。始发井纵向距离仅54米，且场地狭窄，需实施超大直径盾构分体始发。盾构机穿越黏质黄土、粉质黏土、粗圆砾土和钙质胶结层等多种复合地层，局部含直径达30厘米的漂石，并下穿邙山陵墓群核心保护区、焦柳铁路和连霍高速等重大风险源，地表沉降需严格控制在毫米级，施工难度国内罕见。

针对施工需要，“焦平一号”在研制过程中进行了多项专项设计。盾构机整机总长约110米，总重约3500吨，装机功率达10000千瓦，具备“切削—出渣—衬砌—注浆”一体化连续作业能力。在后期详勘中发现大面积钙质胶结层与漂石后，建设团队迅速调整刀盘方案，历时2个月打造出国内首款适配软硬复合胶结地层的超大直径盾构刀盘。刀盘表面覆盖碳化铬复合耐磨板，耐磨性能提升40%。同时，刀盘布置了20处渣土改良喷口，配合主动搅拌棒、中心搅拌器及高压冲洗系统，有效防止黄土结泥饼。

在掘进控制方面，“焦平一号”搭载了多层次复合注浆系统，总注浆能力达每小时100立方米，可将地表沉降控制在毫米级。设备还配备了同步推拼系统，单环施工时间从127分钟压缩至97分钟，效率提升近三成。此外，它集成了气压辅助掘进与盾构AI智能管控平台，可实时采集大量掘进数据，实现自动监测、预警调控和故障智能诊断，推动盾构施工向智能化升级。

“焦平一号”刀盘涂装以“龙马”为主题形象，灵感源自《河图》神话。上古时期，龙马背负星图跃出黄河，伏羲据此画出先天八卦，开创河洛文明。龙马形象跃然刀盘中央，既承载护佑河洛的千年寓意，也象征着建设者扎根河洛大地、攻坚克难的坚定信念。

中铁十一局焦平铁路邙山隧道项目负责人陈建介绍，“焦平一号”出厂后，将拆解为上百个部件，通过专业运输方式运往施工现场。目前始发井及配套工程已基本就绪，设备进场后将由80余人的专业团队组织组装调试，预计7月底正式始发掘进。

近年来，随着我国高铁网不断向复杂地质区域延伸，超大直径盾构机在铁路隧道领域的应用日益广泛。国产大盾构在智能管控、耐磨设计、复合掘进等关键技术上持续突破，“焦平一号”的研制与应用，标志着我国土压平衡盾构在高风险、长距离、复合地层隧道施工领域迈上新台阶，盾构智能化、数字化、绿色化施工正成为行业新常态。