地铁在我国城市交通中发挥着至关重要的作用，许多人不禁感到好奇，如此庞大的地下空间究竟是如何被开凿出来的？

答案就是——隧道掘进机！

尽管盾构机体积巨大，却能在地下灵活穿梭，成为地铁建设中不可或缺的重要设备。

虽然盾构机已有150年的历史，但各国在其制造水平上仍存在较大差异。例如，美国的盾构机挖掘速度可以达到每小时3.6米，而德国的则能实现每小时6米，这样的速度已经相当出色了。

相比于美国和德国的盾构机，中国制造的盾构机在性能上表现如何呢？

盾构机——打洞的神

早在19世纪初，盾构机的原型便已问世。法国工程师布鲁诺尔受到了船蛆的启发，设计出了盾构机的初步版本。

这种蛀船虫通常栖息在船只上，以啃食船体的木材为生。随着时间推移，船体逐渐被蛀得千疮百孔，最终难逃沉没的风险。

这些小虫子不仅会打洞，还会在打洞时从体表分泌液体，以保持洞穴的稳固性。

布鲁诺尔正是利用了这一特性，设计出了盾构机的核心功能，使其在掘进的过程中同时对隧道进行加固，从而大幅提升了隧道施工的安全性。

1825年，英国利用最早的盾构机，在伦敦泰晤士河下成功建造了全球首条水下隧道。

当时的盾构机技术还相当落后，只能依靠人力缓慢前进，甚至挖掘和砌墙的工作都需要工人们手动完成，通常一周才能推进几米。

虽然这条隧道的建设历经多年才得以完成，但在挖掘过程中，原型盾构机仍然功不可没。

随着时间推移，这项技术不断得到人们的完善，许多国家在原始盾构机的基础上进行了多次迭代与升级，最终才发展出如今的盾构机技术。

如今的盾构机不仅彻底取代了人工挖掘，甚至能够像真正的船蛆一样，一边掘进一边铺设隧道的内壁，确保开挖出的隧道能够稳定通行，还具备自动调整挖掘方向的功能。

由于地形条件的差异，现代社会的盾构机主要分为两类，其中一种是“泥水式盾构机”，它适用于含水量较高的土壤环境，通常被用于水下隧道的挖掘，例如穿越江河或建设海底隧道时，都会使用这种类型的盾构机。

当遇到地形整体较为干燥时，就需要使用“土压平衡盾构机”，这种设备常被用于城市地铁和山体隧道的开挖工程。

这只是对盾构机的简单分类，实际上在不同的挖掘工程中，往往会根据地质条件的差异，为某些特定的盾构机配备特殊的挖掘设备，以便适应多种环境的施工需求。

如果要谈论盾构机的研发水平，就不得不提及美国和德国。

美国的盾构机

美国凭借其在机械工程与自动化领域深厚的积淀，仅用了短短数年时间，便成功跻身盾构机行业的国际领先行列。

美国的盾构机以其快速且稳定可靠这两大关键特性著称，凭借每小时3.6米的挖掘速度在全球处于领先地位。

美国很快将盾构机应用于城市地铁和公路隧道的建设中，在盾构机的协助下，美国迅速完成了基础设施的建设任务。

然而，美国政府并未因此停止对盾构机的研究，反而加大了资源投入，致力于进一步完善盾构机的开发工作。这一举措使美国在该领域取得了众多专利发明，推动了盾构机的性能提升和开采范围的扩展。

然而遗憾的是，美国的盾构机最终被德国迎头赶上，超越了它。

德国盾构机技术

与美国相比，德国的盾构机展现出了更为显著的速度优势，其每小时掘进速度高达6米，远远领先于美国的盾构机技术。

除了速度上的优势，德国的盾构机还因其卓越的环境适应能力而享誉全球。前文提到的那些能够根据不同环境更换特殊设备的盾构机，正是指德国生产的盾构机。

此外，德国在制造盾构机时，除了工艺精湛外，所选用的材料也极为优质，这些高品质材料确保了盾构机的坚固性与耐用性。

德国还采用了更先进的控制系统和设备监测系统，使施工过程更加透明化，工程师能够轻松识别盾构机在工作中的问题，从而及时进行处理。

得益于这些特点，德国的盾构机在全球范围内赢得了高度评价，各国政府纷纷向德国提出申请，希望借用其制造的盾构机，以推进本国基础设施建设。

提到这么多国家的盾构机，那么我们中国自主研发的盾构机水平究竟如何呢？

伟大的中国制造

中国中铁下定决心：打造属于中国的盾构机！

在国家863计划的政策支持下，中国中铁成功研制出我国首台国产盾构机——“中铁一号”复合式土压平衡盾构样机，正式问世。这标志着我国首次拥有了自主知识产权的盾构机。

“中铁一号”一经推出，便以每小时5至10米的优异表现领先全球，即便放眼国际，也位列前茅。

盾构机头部加装的刀具组，通过对十几组元素进行了上千次的试验，最终确定了最佳的排列方式，使刀具具备了高硬度、耐腐蚀、耐疲劳和良好柔韧性的特点。

刀盘的直径从0.5米到23米不等，几乎覆盖所有需求。此外，还可以根据地质环境的复杂性，设计出单圆形、矩形、马蹄形、多圆形、U形等多种形状。

我国的盾构机研发技术起步较晚，相较于国际上多数国家。然而，凭借着极其短暂的研发周期，我们已能在国际上达到领先水平。这充分体现了我国科学家们的巨大付出和努力。

今年七月，我国制造的一台盾构机被运往俄罗斯，用于协助其政府推进莫斯科地铁建设项目。这次租借不仅彰显了两国友好关系，也表明我国盾构机技术已获国际社会认可，向全球展现了我国在该领域的先进水平。

截至目前，我国盾构机已在全球市场占据了70z?份额。这一辉煌成就的背后，是我国科学家夜以继日的研发努力，以及国家对科技创新的大力支持与持续投入。

截至2023年，我国已有59座城市开通了城市轨道交通，运营线路总长达11224.54公里，其中地铁占比高达76.11p?

我国这些地铁几乎全部由自主研发的盾构机施工建设完成，凭借着不断创新的盾构机技术，不仅使工程结构更加稳固，还大幅降低了施工过程中的安全隐患，堪称功不可没。

结语

从2000年至2008年，我国仅用了八年时间便成功自主研发出盾构机，充分向世界展示了中国制造的卓越风采。

我国生产的盾构机在国际市场上展现了非凡的潜力，现如今，越来越多的国家将其作为地铁建设的首选设备。

同时也期望我国其他科技领域继续努力，力争降低对外部技术的依赖，实现关键核心技术的自主可控。