9月30日，由中铁工业装备集团参与的“十四五”国家重点研发计划“城市轨道交通可变径盾构站隧一体化绿色建造关键技术与装备”项目取得重大进展，项目团队自主研制的世界首台能够在原位实现连续大尺寸直径变化的盾构机“变径一号”成功下线，这是我国城市轨道交通建设领域的一项重大突破，为我国高端装备制造再添“大国重器”。

可变径盾构机作为全新的施工装备，实现了区间隧道、车站隧道的一体化建造，解决传统工法中带来的地面开挖、施工间断和场地占用问题，尤其适合建筑物密集、交通繁忙、征拆困难的城市核心区建设，实现“小创面、低影响、微干扰”的绿色建造。本次下线的“变径一号”盾构机将首先应用于芳白城际广州火车站项目建设，计划从广白盾构井始发，掘进至广州火车站车站区域后实施变径并施工站台隧道。

突破传统盾构机固有模式 攻克站隧一体建设难题

城市轨道交通车站建设通常以明挖、暗挖工法为主，区间隧道需独立建造，这种分离式施工过程环境扰动大、资源集约程度低、施工周期较长。尤其在空间受限、环境敏感的城市核心区域，这些痛点难点问题尤为突出。为了打破传统建造模式的桎梏，中铁工业装备集团与业主单位广州地铁联合各方资源，共同打造了全球首台原位可变径盾构机“变径一号”，突破了盾构机“一生一径”的固有模式，一举攻克了轨道交通区间隧道、车站隧道一体化建造的世界难题，为全球地下空间开拓提供了全新的“中国方案”。

“变径一号”盾构机能够自由调节盾构机直径，创新性实现“一站两隧、连续成型”施工，即盾构机先以小直径掘进区间隧道，到达车站位置后原位“扩径”开挖出更宽的车站站台层隧道，完成车站段施工后再“缩径”，继续向下一区间掘进，无需中途拆机或增设工作井。

集成三大核心功能填补国内外行业空白

“变径一号”盾构机相较于普通盾构机的颠覆性突破，在于同时高效实现了原位变径、连续变径和大尺寸变径等功能，各项技术均属国际首创：

原位变径——盾构机掘进过程中在既定位置直接改变开挖直径，避免提前开挖工作井或人工扩大盾构机的开挖面进行变径，极大地拓宽了设备的适用范围，打破既有变径设备仅能实现非原位变径的局限。

连续变径——盾构机刀盘直径可实现“小变大、大变小”的无级调节。使用小直径掘进区间隧道，达到车站位置后，直接无级变径扩大盾构机刀盘，从而实现车站大尺寸隧道的扩挖，完成车站隧道掘进后，再缩小直径开挖下一区间。这种连续的直径转换，无需人工进行刀盘改造，在世界范围内未有先例。

大尺寸变径——“变径一号”盾构机可实现8.83米至12.45米范围的大尺寸变径，变径过程中开挖面积扩大约98%，变径前后隧道成型（内径）面积扩大约89%，极大满足了车站隧道的空间需求。

采用多项自主科技创新技术世界领先

为打造出这台具备全球领先“变形”能力的超级装备，项目团队攻克了多项世界性难题，集成多项自主创新技术。

多刀梁同步伸缩——针对盾构机刀盘扩径过程中刀盘动态负载大、扩挖结构易失稳等难题，项目团队研制出负载能力强、同时适应土层、岩层等多种地层的大尺寸多刀梁同步伸缩连续扩挖刀盘。为保障刀盘变径技术的可靠性，研发团队通过足尺试验台架验证、工厂试验验证、工程示范验证等多种方式，全面验证关键技术的可靠性。

狭小空间重载变径拼装——面对地下变径空间狭小、盾构机运行过程中承载压力大、盾构管片成型精度低等难题，项目团队研发出适用于狭小空间的重载变径构建拼装机器人，既可以快速拼装盾构机封闭环等支护组件，形成稳定的开挖环境，还可以快速拼装盾构机扩径组件，实现狭小空间内盾体快速精准扩径及缩径。

系统集成与智能控制——通过对刀盘变径、盾体变径、空间防护及动力匹配等关键系统的深度优化与集成创新，实现装备掘进性能与能源消耗的协同智能控制，全面提升“变径一号”盾构机整机工作的可靠性、安全性与先进性。

“变径一号”盾构机的成功研制，是我国隧道工程装备领域的一项重大突破，不仅大幅提升施工效率、降低周边影响和综合成本，也为全球地下工程提供了一种绿色、安全、集约、高效的新型建造方案，具有显著的经济效益和广泛的推广前景。这一装备的成功下线，标志着我国在轨道交通绿色智能建造领域迈出关键一步，助力我国由“建造大国”向“建造强国”稳步迈进。（中国中铁）