你有没有想过，当你乘坐地铁穿梭于城市之间，享受着便捷与舒适时，脚下那纵横交错的地下迷宫是如何诞生的？

答案可能超出你的想象：一台台庞大而精密的地铁掘进机——盾构机，就像蛰伏于地下的“钢铁巨兽”，以惊人的力量和效率，开凿出一条条通往未来的地下通道。

回首过去，盾构机技术曾长期被欧美国家垄断，中国只能望其项背。

然而，凭借着自主研发和技术创新，中国盾构机实现了从追赶到领跑的华丽转身，成为中国制造走向世界的一张闪亮名片。那么，中国盾构机是如何完成这一蜕变的？它又将在未来基建领域扮演怎样的角色？

盾构机的诞生，源于一个看似微不足道的生物——船蛆。这种生活在海洋中的软体动物，能够分泌酸性物质，腐蚀木材，并在其中钻洞栖身。19世纪初，法国工程师布鲁诺尔从船蛆身上获得灵感，萌生了利用类似原理挖掘隧道的想法。

1825年，在布鲁诺尔盾构法的基础上，英国伦敦泰晤士河底诞生了世界首条水下隧道。

当时的盾构机还十分简陋，完全依靠人力驱动，施工进度缓慢，挖掘一米需要花费数周甚至数月时间。尽管如此，这一创举依然开启了地下工程的新纪元。

随着工业革命的浪潮席卷全球，盾构机技术也迎来了飞速发展。电力、液压、自动化控制等技术的应用，使盾构机摆脱了人力驱动的束缚，实现了机械化、自动化操作，挖掘效率大幅提升。

如今的盾构机，早已不是当年那个需要大量人力操作的“笨重家伙”。它集机械、电气、液压、传感、信息等多学科技术于一体，犹如一个地下“移动工厂”，能够自动完成掘进、支护、出渣、导向等一系列复杂工序。

为了适应不同的地质条件和工程需求，盾构机演变出多种类型，其中最具代表性的当属泥水式和土压平衡式两种。

泥水式盾构机适用于含水量较高的软弱地层，例如穿越河流、湖泊或海底的隧道工程。它通过刀盘前方的泥浆压力平衡开挖面土压力，防止塌方，并利用泥浆输送挖掘出的渣土。

而土压平衡式盾构机则适用于含水量较低的土层，例如城市地铁、公路隧道等工程。它通过调节开挖面土仓内的土压力，维持开挖面的稳定，并利用螺旋输送机将渣土排出。

除了这两种主要类型外，还有适应特殊地层的盾构机，例如硬岩盾构机、复合式盾构机等。这些“百变金刚”般的盾构机，为人类征服地下空间提供了强大的技术支撑。

美国是较早开展盾构机研究和应用的国家之一。凭借其在机械工程和自动化控制领域的深厚积累，美国盾构机技术长期处于世界领先地位。

早在19世纪末，美国就已将盾构机应用于城市地铁建设。此后，随着城市化进程加速和基础设施建设需求日益增长，美国盾构机制造业蓬勃发展，涌现出一批技术领先的企业，例如罗宾斯公司。

美国盾构机以其高效、可靠的性能著称，每小时挖掘速度可达3.6米。这些“地下巨兽”活跃在美国各大城市的地铁、公路、铁路、水利等工程建设中，为美国经济发展和社会进步立下了汗马功劳。

如果说美国盾构机是力量与速度的化身，那么德国盾构机则更像一位精雕细琢的“工匠”。德国制造以其精湛的工艺、严谨的作风和卓越的品质闻名于世，盾构机制造也不例外。

德国盾构机注重细节，从材料选择到加工制造，每一个环节都精益求精。

其刀盘采用高强度耐磨材料，能够应对各种复杂地层；其驱动系统精密可靠，保证了挖掘的精度和效率；其控制系统智能化程度高，能够实时监测设备运行状态，并根据实际情况调整掘进参数。

凭借着这些优势，德国盾构机在国际市场上赢得了良好的口碑，成为高端盾构机的代名词。其每小时6米的挖掘速度，更是刷新了人们对盾构机效率的认知。

进入21世纪，随着中国经济快速发展和城市化进程加快，对基础设施建设，特别是地铁、隧道等地下工程的需求呈井喷式增长。

然而，长期以来，中国盾构机市场几乎被欧美日等发达国家企业垄断，不仅价格高昂，而且技术转让受限，严重制约了中国地下工程建设的发展。

为了打破国外技术封锁，掌握盾构机制造的核心技术，中国政府在“863计划”框架下，启动了盾构机自主研发项目，投入大量资金和人力资源，组织国内科研院所、高校和企业联合攻关。

经过八年艰苦卓绝的努力，2008年，中国首台拥有完全自主知识产权的复合式土压平衡盾构机——“中铁一号”在河南郑州下线。这一历史性突破，标志着中国打破了国外技术垄断，跻身世界盾构机制造大国行列。

“中铁一号”的问世，并非简单的模仿和复制，而是集成了众多中国自主研发的核心技术。

例如，其刀盘设计采用了独特的刀具排列和布局，能够有效提高掘进效率和延长使用寿命；其控制系统采用了先进的传感器和数据处理技术，能够实时监测地层变化和设备运行状态，实现精确控制和安全掘进。

“中铁一号”的成功研制，极大鼓舞了中国盾构机行业的士气。近年来，中国盾构机制造企业不断加大研发投入，提升技术水平，产品性能和质量不断提升，逐渐获得了国际市场的认可。

2021年，中国铁建重工集团自主研制的土压平衡盾构机成功运抵俄罗斯，参与莫斯科地铁项目建设。这是中国高端盾构机首次出口欧洲市场，标志着中国盾构机技术水平迈上了新的台阶。

如今，中国盾构机已出口到全球30多个国家和地区，参与了数百项重大工程建设，市场占有率稳居世界首位。中国盾构机，正以其卓越的性能和可靠的品质，为全球基建贡献着“中国力量”。

在中国，城市轨道交通是盾构机应用最广泛的领域之一。近年来，中国城市轨道交通建设发展迅猛，地铁里程不断刷新世界纪录，而这其中，中国盾构机功不可没。

从北京、上海、广州、深圳等一线城市，到武汉、成都、西安、南京等新一线城市，中国盾构机的身影活跃在各大城市的地铁建设工地上，为缓解城市交通拥堵、改善市民出行体验做出了重要贡献。

例如，在北京地铁10号线工程中，中国中铁装备集团自主研制的泥水盾构机成功穿越了复杂的地下水环境和密集的建筑物群，创造了单月掘进516米的国内纪录。

站在新的历史起点上，中国盾构机行业并没有停下前进的步伐。面对未来更加复杂多样的工程需求和日益激烈的市场竞争，中国盾构机制造企业正不断加大技术创新力度，向着智能化、绿色化、定制化的方向发展。

在智能化方面，中国盾构机正朝着“机器代人”的目标迈进。通过应用人工智能、大数据、物联网等技术，未来的盾构机将具备更强的自主学习和故障诊断能力，能够自动识别地层变化，并调整掘进参数，实现无人驾驶和智能施工。

在绿色化方面，中国盾构机将更加注重节能环保。例如，采用低噪音、低振动设计，减少对周边环境的影响；开发泥浆循环利用技术，降低资源消耗和环境污染；探索新能源驱动技术，推动盾构机行业绿色低碳发展。

在定制化方面，中国盾构机将更加注重根据客户需求提供个性化解决方案。例如，针对不同的地质条件、工程需求和施工环境，研发适应性更强的盾构机，为客户提供“量身定制”的服务。

中国盾构机从无到有、从弱到强的发展历程，是中国装备制造业崛起的一个缩影。它不仅是中国科技创新和工程建设的硕果，也为全球基建贡献了“中国智慧”和“中国方案”。

展望未来，中国盾构机行业将继续坚持自主创新，不断突破技术瓶颈，向着更高、更远的目标迈进，为建设“交通强国”、实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量！

信息来源：人民网——《自零起步，从追赶到并跑，再到部分领域领跑 国产盾构机如何实现跨越（经济新方位）》——2024.5.6

界面新闻——《【工业之美】这个具有200年历史的庞然大物正在帮助马斯克挖掘地下隧道》——2017.9.13