11月18日，中鐵工業旗下中鐵裝備研制的全球首臺原位可變徑盾構機“變徑一號”，在芳白城際廣州火車站至白云站區間（以下簡稱廣白區間）盾構井順利始發，標志著原位可變徑盾構這一新技術首次在軌道交通建設領域實際應用。

“變徑一號”將從廣白區間盾構井始發后，由北往南向廣州火車站方向掘進，抵達廣州火車站并完成站臺層掘進。該施工項目位于國鐵廣州火車站站城改造范圍內，車站面臨無地面施工條件的挑戰。

可變徑盾構機作為全新的施工裝備，實現了區間隧道、車站隧道的一體化建造，解決傳統工法中帶來的地面開挖、施工間斷和場地占用問題，尤其適合建筑物密集、交通繁忙、征拆困難的城市核心區建設，實現“小創面、低影響、微干擾”的綠色建造。

突破傳統盾構機固有模式

攻克站隧一體建設難題

城市軌道交通車站建設通常以明挖、暗挖工法為主，區間隧道需獨立建造，這種分離式施工過程環境擾動大、資源集約程度低、施工周期較長。尤其在空間受限、環境敏感的城市核心區域，這些痛點難點問題尤為突出。該設備突破了盾構機“一生一徑”的固有模式，一舉攻克了軌道交通區間隧道、車站隧道一體化建造的世界難題，為全球地下空間開拓提供了全新的“中國方案”。

“變徑一號”盾構機能夠自由調節盾構機直徑，創新性實現“一站兩隧、連續成型”施工，即盾構機先以小直徑掘進區間隧道，到達車站位置后原位“擴徑”開挖出更寬的車站站臺層隧道，完成車站段施工后再“縮徑”，繼續向下一區間掘進，無需中途拆機或增設工作井。

集成三大核心功能

填補國內外行業空白

“變徑一號”盾構機相較于普通盾構機的顛覆性突破，在于同時高效實現了原位變徑、連續變徑和大尺寸變徑等功能，各項技術均屬國際首創：

原位變徑——盾構機掘進過程中在既定位置直接改變開挖直徑，避免提前開挖工作井或人工擴大盾構機的開挖面進行變徑，極大地拓寬了設備的適用范圍，打破既有變徑設備僅能實現非原位變徑的局限。

連續變徑——盾構機刀盤直徑可實現“小變大、大變小”的無級調節。使用小直徑掘進區間隧道，達到車站位置后，直接無級變徑擴大盾構機刀盤，從而實現車站大尺寸隧道的擴挖，完成車站隧道掘進后，再縮小直徑開挖下一區間。這種連續的直徑轉換，無需人工進行刀盤改造，在世界范圍內未有先例。

大尺寸變徑——“變徑一號”盾構機可實現8.83米至12.45米范圍的大尺寸變徑，變徑過程中開挖面積擴大約98%，變徑前后隧道成型（內徑）面積擴大約89%，極大滿足了車站隧道的空間需求。

采用多項自主科技創新技術

為打造出這臺具備全球領先“變形”能力的超級裝備，項目團隊攻克了多項世界性難題，集成多項自主創新技術。

多刀梁同步伸縮——針對盾構機刀盤擴徑過程中刀盤動態負載大、擴挖結構易失穩等難題，項目團隊研制出負載能力強、同時適應土層、巖層等多種地層的大尺寸多刀梁同步伸縮連續擴挖刀盤。為保障刀盤變徑技術的可靠性，研發團隊通過足尺試驗臺架驗證、工廠試驗驗證、工程示范驗證等多種方式，全面驗證關鍵技術的可靠性。

狹小空間重載變徑拼裝——面對地下變徑空間狹小、盾構機運行過程中承載壓力大、盾構管片成型精度低等難題，項目團隊研發出適用于狹小空間的重載變徑構建拼裝機器人，既可以快速拼裝盾構機封閉環等支護組件，形成穩定的開挖環境，還可以快速拼裝盾構機擴徑組件，實現狹小空間內盾體快速精準擴徑及縮徑。

系統集成與智能控制——通過對刀盤變徑、盾體變徑、空間防護及動力匹配等關鍵系統的深度優化與集成創新，實現裝備掘進性能與能源消耗的協同智能控制，全面提升“變徑一號”盾構機整機工作的可靠性、安全性與先進性。

“變徑一號”盾構機的成功研制，是我國隧道工程裝備領域的一項重大突破，不僅大幅提升施工效率、降低周邊影響和綜合成本，也為全球地下工程提供了一種綠色、安全、集約、高效的新型建造方案，標志著我國在軌道交通綠色智能建造領域邁出關鍵一步，助力我國由“建造大國”向“建造強國”穩步邁進。

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執行主編丨李元、沈蘇

責任編輯丨薛巧蕊、張藝池（工業）

內容來源丨中鐵工業

中國中鐵融媒體中心

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