中國鐵建：他們讓國產隧道掘進機綻放青春魔力
文(wen)章來源：中國鐵道建筑有限公司 發布時間：2019-01-26
2017年8月，一(yi)條“鋼鐵巨龍”在吉(ji)林(lin)引(yin)松工(gong)程引(yin)水隧(sui)洞成功穿越，這是我國自主研制的(de)國產首臺大(da)直徑巖石(shi)隧(sui)道掘進機（TBM），從(cong)孕育誕生(sheng)打破(po)國外壟(long)斷(duan)，到成功應用創造掘進佳績，它綻(zhan)放出國產施工(gong)利器傲(ao)人(ren)的(de)光(guang)芒。
正在掘進作業的TBM
龍斌、暨智勇(yong)、蘇翠俠、李深遠、侯昆(kun)洲、張明明、陽旭、劉華、劉興(xing)、歐佳軍、黃強……鐵建重工(gong)掘進機研究(jiu)設(she)計院工(gong)程師，如果沒有更多的(de)(de)(de)旁白，很難想象(xiang)這群年輕的(de)(de)(de)80后正(zheng)是(shi)這一(yi)光(guang)芒的(de)(de)(de)創造者。
還(huan)記得5年(nian)前，他(ta)(ta)們有的剛(gang)離開(kai)“象(xiang)牙(ya)塔”步入職場(chang)，有的已在國(guo)產(chan)利(li)器的研(yan)發上小試身手。和他(ta)(ta)們一樣“稚嫩”的是，當(dang)時我(wo)國(guo)TBM自主技術和國(guo)產(chan)產(chan)品還(huan)是一片空白(bai)，大(da)直徑TBM關鍵技術研(yan)究及應用“863”課題剛(gang)在國(guo)家(jia)科技部立項。
如(ru)今，他們以“863”課題國產首臺大直徑TBM為創新引擎，相繼攻克了單護盾式、雙護盾式及雙模式等多(duo)種類型TBM，推(tui)動國產TBM產業(ye)核心技術達到世界領先水平、市場份額實現(xian)后來居(ju)上的驚人蝶(die)變(bian)。
這么大的(de)變(bian)化，源自青春的(de)活力和創新的(de)動(dong)力。
全斷面隧道(dao)掘(jue)進機分(fen)為盾構機和TBM兩大(da)類(lei)，其中(zhong)TBM主要應用(yong)于巖石隧道(dao)工程。與盾構機相比，TBM具有技術工藝更(geng)(geng)復雜、應用(yong)工況更(geng)(geng)惡劣、產品附加(jia)值更(geng)(geng)高(gao)等特點，是當前最先進的(de)大(da)型隧道(dao)施工成套(tao)裝(zhuang)備(bei)。
“20世(shi)紀90年代初(chu)，我(wo)國(guo)首次在(zai)(zai)西康鐵路秦(qin)嶺(ling)隧道中采用TBM施工(gong)，設備(bei)及(ji)施工(gong)技術(shu)全部由國(guo)外引(yin)進。”團隊成員(yuan)劉志(zhi)華介紹，通過西康線秦(qin)嶺(ling)隧道的(de)應(ying)用嘗試，TBM工(gong)法展現了巨大(da)的(de)優越性，此后在(zai)(zai)我(wo)國(guo)重大(da)鐵路、引(yin)水隧道工(gong)程中得到推廣應(ying)用。
“十一(yi)五”期間，我國先(xian)后(hou)突破了(le)用于軟土地(di)層隧(sui)道施工的中等直(zhi)徑和(he)大(da)直(zhi)徑盾構機國產(chan)化關鍵技術，但TBM仍大(da)量依賴(lai)進口，成為國產(chan)高(gao)端地(di)下工程裝備自主化的薄弱環節(jie)。
技術人員認真檢查TBM升降平臺上隨車起重機的管路情況
蘇翠俠在2011年博士畢(bi)業(ye)后(hou)進(jin)入(ru)鐵(tie)建(jian)重(zhong)工(gong)，正好趕上國家大量新(xin)建(jian)公路、鐵(tie)路、水(shui)利等隧道(dao)工(gong)程的(de)大發展時(shi)期，而她也(ye)接手了一項重(zhong)任，參與國產首(shou)臺大直徑TBM“863”課題的(de)科(ke)研和管理工(gong)作。
“課題由鐵建(jian)重工牽頭，聯合中鐵十八局(ju)和(he)浙江大學、天津大學、中南大學等科研院校組成聯合研發(fa)團(tuan)隊，我(wo)們(men)開展了(le)連(lian)續3年的緊張(zhang)技術攻關。”蘇(su)翠俠介紹道。
從(cong)零起步(bu)，如(ru)何研(yan)制出首臺(tai)樣機？這是擺在研(yan)發(fa)團(tuan)隊面前的第一道(dao)難題(ti)。
今年(nian)剛剛30歲的技術(shu)負責(ze)人龍(long)斌當初也深感(gan)“壓力山大(da)”。“依托工程(cheng)具有‘長距離、高巖強度(du)，并伴隨巖層不穩定、較多斷裂帶、圍(wei)巖強度(du)軟硬交接’等(deng)地質難(nan)點，這(zhe)對TBM施(shi)工和設備(bei)帶來了很高的挑戰。”龍(long)斌分析稱。
龍斌和(he)(he)研發團隊(dui)從(cong)設計(ji)(ji)圖紙開始著手，反復(fu)審核(he)機械部分(fen)圖紙約3000張(zhang)，與液壓、電(dian)氣(qi)設計(ji)(ji)人員交(jiao)流電(dian)液控制，協調機電(dian)液接口問題(ti)(ti)和(he)(he)布置(zhi)問題(ti)(ti)，針對工程(cheng)地質情況和(he)(he)TBM系列(lie)化(hua)(hua)考慮，從(cong)參數配置(zhi)、主機及后配套系統(tong)(tong)布置(zhi)、刀盤刀具、主梁支撐推進(jin)系統(tong)(tong)、液壓系統(tong)(tong)、電(dian)氣(qi)系統(tong)(tong)等方面(mian)進(jin)行個(ge)性化(hua)(hua)、定(ding)制化(hua)(hua)設計(ji)(ji)。
在研發(fa)團隊的攻關下，2014年(nian)12月國(guo)產首臺大直(zhi)徑TBM在長沙(sha)順利下線，結(jie)束了我國(guo)作為TBM應用大國(guo)不能自主(zhu)設計制(zhi)造大直(zhi)徑TBM的歷史，徹底打破了國(guo)外技術的長期壟斷(duan)。
技術人員爬上爬下檢查設備
首臺樣機的研(yan)制成功(gong)并沒(mei)有讓研(yan)發團(tuan)隊放下肩(jian)上的擔子，他們面臨第(di)二輪考驗，設(she)備能否成功(gong)高效掘(jue)進？
2015年1月樣機(ji)陸續(xu)運抵(di)工地組裝，這時(shi)(shi)正逢(feng)吉林最寒(han)冷季(ji)節(jie)，甚至有-30℃的極寒(han)天(tian)氣。“在連(lian)呼吸都(dou)(dou)會覺得鼻子凍住(zhu)了的室外呆七八個小(xiao)時(shi)(shi)，現(xian)在想想都(dou)(dou)還會覺得冷。”龍斌回憶道。
事實證明(ming)，他們的(de)付(fu)出是值得的(de)。設(she)備(bei)在掘進(jin)期間刷新(xin)了國內敞開式TBM施工新(xin)紀(ji)錄，開創了TBM同類斷面施工之最，設(she)備(bei)性(xing)能和(he)施工水(shui)平整體達(da)(da)到國際領先。并且(qie)，該(gai)設(she)備(bei)比(bi)同類進(jin)口產品便宜(yi)5000萬(wan)元以上，施工壽(shou)命(ming)(ming)可達(da)(da)30公里(li)(li)，遠超國外20公里(li)(li)的(de)壽(shou)命(ming)(ming)水(shui)平。
在喜悅之余，研(yan)發團隊多(duo)了一份冷靜。“我國TBM的發展才(cai)剛剛起步，未來5-10年(nian)(nian)，鐵建重工將重點(dian)圍(wei)繞極硬巖地層(ceng)高效(xiao)破巖、超(chao)長壽命重載刀座研(yan)制、新型高性能刀具(ju)材(cai)料(liao)制備等前(qian)沿尖(jian)端技術開展科技攻關，用10年(nian)(nian)左右時間實現對國外知名TBM企(qi)業(ye)的全(quan)面超(chao)越(yue)。” 團隊成員梅勇兵展望說。
大雪中，技術人員緊急出門，電話了解TBM故障情況
TBM里的午餐
【責(ze)任編輯(ji)：李巨堯】
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