厲害了,我國超大直徑巖隧掘進機研制獲實質性突破
厲害了,我國超大直徑巖隧掘進機研制獲實質性突破

文章來源(yuan):人民鐵(tie)道(dao)網 發布時(shi)間:2019-04-04
應用于亞洲第(di)一鐵路長隧——大瑞鐵路高黎貢(gong)山隧道的“彩云號”TBM。
“永吉號”TBM實現(xian)隧洞貫通(tong)。
世界最小直徑巖(yan)石隧道掘進機在黎巴嫩大貝魯特引水項目施工。
4月2日,記者從中(zhong)(zhong)鐵(tie)高新工(gong)業股份有限公司(si)獲悉(xi),其旗下的(de)中(zhong)(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備集團已經正式完成了超大直徑15米級巖石(shi)隧道掘進機(TBM)研(yan)發,突破了國(guo)外(wai)最大直徑14.4米的(de)紀錄(lu),填補了該(gai)領(ling)域(yu)的(de)世界空白,標志著我(wo)國(guo)巖石(shi)隧道掘進機研(yan)制技術正走(zou)向全球(qiu)領(ling)先(xian)。
作為(wei)國(guo)(guo)內掘(jue)進機行業的(de)開拓者(zhe)和領先者(zhe)——中(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)在(zai)強勢崛起的(de)進程中(zhong),不斷搶占世界(jie)掘(jue)進機技(ji)術制(zhi)高點,為(wei)打破國(guo)(guo)外技(ji)術壟斷局(ju)面,提升我(wo)國(guo)(guo)裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造(zao)業的(de)水平(ping)不懈(xie)努力。2001年,盾(dun)構(gou)關鍵技(ji)術被列入(ru)“863計(ji)劃(hua)”項目(mu),決(jue)定在(zai)較短時間(jian)內完成盾(dun)構(gou)國(guo)(guo)產化,為(wei)此(ci)中(zhong)國(guo)(guo)中(zhong)鐵組建了盾(dun)構(gou)研發項目(mu)部(bu),而(er)這個項目(mu)部(bu)就是(shi)中(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)的(de)雛形。
就在(zai)研(yan)(yan)發(fa)(fa)團(tuan)隊(dui)夜以(yi)(yi)繼日進行關(guan)(guan)鍵技(ji)(ji)術(shu)攻關(guan)(guan)的(de)時候(hou),國家(jia)也(ye)加(jia)大了對(dui)裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業的(de)政策支持力度(du)。2006年(nian)6月,國務院正式發(fa)(fa)布關(guan)(guan)于加(jia)快振(zhen)興裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業的(de)若干意見,將盾構(gou)(gou)研(yan)(yan)制(zhi)列入16項重大技(ji)(ji)術(shu)裝(zhuang)備(bei)之一(yi)。這一(yi)年(nian),中(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)研(yan)(yan)發(fa)(fa)人員(yuan)打破(po)國外技(ji)(ji)術(shu)壁(bi)壘,在(zai)盾構(gou)(gou)關(guan)(guan)鍵核心技(ji)(ji)術(shu)方面(mian)取得(de)突(tu)破(po),研(yan)(yan)制(zhi)出具有自主知識產(chan)權的(de)盾構(gou)(gou)控制(zhi)系統(tong)模擬檢(jian)測試驗平臺并投入使用(yong)。2008年(nian)4月,我國自主研(yan)(yan)發(fa)(fa)、自主設計的(de)“中(zhong)鐵1號(hao)”復合式土壓(ya)平衡盾構(gou)(gou)機在(zai)河南新鄉下線,并成功(gong)應(ying)用(yong)于天津(jin)(jin)地(di)鐵1號(hao)線,地(di)面(mian)沉(chen)降控制(zhi)在(zai)3毫米(mi)以(yi)(yi)內,隧道經專家(jia)驗收全部通過。天津(jin)(jin)首戰告捷,以(yi)(yi)此為起(qi)點,我國自主研(yan)(yan)發(fa)(fa)的(de)盾構(gou)(gou)機以(yi)(yi)過硬的(de)質量開始向其它(ta)城市進軍(jun),曾經被國外品(pin)牌一(yi)統(tong)天下的(de)盾構(gou)(gou)市場正在(zai)被國產(chan)品(pin)牌替代。
在(zai)研制出的(de)盾(dun)(dun)構(gou)產品(pin)相繼投入(ru)到(dao)國(guo)(guo)(guo)內多個城(cheng)市,甚至(zhi)是(shi)海外(wai)市場,盾(dun)(dun)構(gou)技術日(ri)趨成熟的(de)時候,中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)也沒(mei)有放棄在(zai)完(wan)善盾(dun)(dun)構(gou)產品(pin)體(ti)系方(fang)面的(de)努(nu)力。而(er)巖石(shi)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)掘進機很顯然是(shi)其中(zhong)最重要的(de)一(yi)部分,掌握了(le)TBM關鍵核心(xin)技術,才(cai)可(ke)以說是(shi)完(wan)成了(le)企業走(zou)向(xiang)技術成熟的(de)蛻(tui)變。據了(le)解,巖石(shi)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)掘進機被稱為掘進機之王,廣泛應用(yong)于山(shan)體(ti)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)掘進,如(ru)果一(yi)個裝(zhuang)備(bei)制造商只(zhi)具備(bei)盾(dun)(dun)構(gou)的(de)生產能力,而(er)生產不出TBM,那么說明它還不夠強。在(zai)當時的(de)國(guo)(guo)(guo)內,TBM關鍵技術完(wan)全被國(guo)(guo)(guo)外(wai)壟斷(duan),施工項(xiang)目上,放眼(yan)望去盡是(shi)國(guo)(guo)(guo)外(wai)品(pin)牌TBM,這讓(rang)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)TBM研發人員(yuan)倍感(gan)屈辱。1997年,為了(le)建(jian)設西康鐵(tie)路(lu)(lu)咽喉(hou)工程(cheng)秦(qin)嶺隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)企業花費3億元從德國(guo)(guo)(guo)維(wei)爾特(te)公司購買了(le)一(yi)臺(tai)全斷(duan)面巖石(shi)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)掘進機。這是(shi)我國(guo)(guo)(guo)在(zai)鐵(tie)路(lu)(lu)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)施工中(zhong)第一(yi)次使用(yong)這種現代化的(de)隧(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)施工裝(zhuang)備(bei)。現任中(zhong)鐵(tie)高(gao)新(xin)工業總經理的(de)李建(jian)斌(bin)全程(cheng)參(can)與(yu)了(le)這個項(xiang)目,使用(yong)過程(cheng)中(zhong)的(de)一(yi)個小故障(zhang),讓(rang)他體(ti)會到(dao),對于盾(dun)(dun)構(gou)機而(er)言,花錢的(de)人未(wei)必就(jiu)是(shi)上帝。“如(ru)果說我們(men)都(dou)不去做(zuo)的(de)話,那這個產品(pin)永遠是(shi)外(wai)國(guo)(guo)(guo)人的(de)天下,我們(men)為什么不去試試呢(ni)?”李建(jian)斌(bin)說。
為此,中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)成立了(le)專(zhuan)業的(de)TBM所,以推動巖石隧道掘進機(ji)研(yan)(yan)發(fa)的(de)系(xi)統化(hua)、專(zhuan)業化(hua)。研(yan)(yan)發(fa)人員依托一(yi)系(xi)列與巖石隧道掘進機(ji)相關的(de)國家重點研(yan)(yan)究計劃,潛(qian)心鉆研(yan)(yan),努力消化(hua)吸(xi)收,多次進行施工現場學(xue)習和調(diao)研(yan)(yan),為自主研(yan)(yan)發(fa)制造TBM打下(xia)堅實基(ji)礎。在不斷學(xue)習、調(diao)研(yan)(yan)中(zhong),中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)TBM研(yan)(yan)發(fa)團隊積累了(le)豐(feng)富的(de)技術經(jing)驗,科研(yan)(yan)積淀日漸加深。
中國人到底(di)能否研制出自己的(de)(de)(de)(de)TBM?檢(jian)驗答案的(de)(de)(de)(de)這一天(tian)很快到來(lai),2014年(nian)1月(yue),吉(ji)(ji)林省有史(shi)以來(lai)投資規模(mo)最(zui)(zui)大(da)(da)、輸水(shui)線(xian)(xian)路最(zui)(zui)長、受益面(mian)積最(zui)(zui)廣、施(shi)工(gong)(gong)(gong)難度(du)最(zui)(zui)高的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)型跨(kua)區(qu)域引(yin)(yin)調水(shui)工(gong)(gong)(gong)程——吉(ji)(ji)林省中部城(cheng)市(shi)引(yin)(yin)松(song)供水(shui)工(gong)(gong)(gong)程(簡稱“吉(ji)(ji)林引(yin)(yin)松(song)”)TBM施(shi)工(gong)(gong)(gong)標段面(mian)向(xiang)全球公開招標。經過(guo)多(duo)次(ci)優化設(she)計,經過(guo)業主與專家的(de)(de)(de)(de)評定,中鐵裝備最(zui)(zui)終拿到了(le)國內首(shou)臺國產(chan)TBM的(de)(de)(de)(de)訂單。一年(nian)以后,依托國家“863、973”計劃自主研制的(de)(de)(de)(de)直徑8.03米(mi)(mi)巖(yan)石(shi)隧道(dao)掘進機(TBM)—“永吉(ji)(ji)號”成(cheng)功(gong)下線(xian)(xian),應用于吉(ji)(ji)林引(yin)(yin)松(song)供水(shui)工(gong)(gong)(gong)程總干線(xian)(xian)四標項(xiang)目(mu),這是(shi)全線(xian)(xian)地質最(zui)(zui)復雜、施(shi)工(gong)(gong)(gong)難度(du)最(zui)(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)標段。當年(nian)5月(yue)始發的(de)(de)(de)(de)“永吉(ji)(ji)號”,歷經多(duo)處溶腔溶洞(dong)群、碳質板巖(yan)段、斷層(ceng)破碎帶、土層(ceng)入侵洞(dong)段、特大(da)(da)涌(yong)水(shui)涌(yong)泥等不良地質,一路破除險阻,在國內施(shi)工(gong)(gong)(gong)歷史(shi)上(shang)首(shou)次(ci)成(cheng)功(gong)穿越長達7000米(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)灰巖(yan)巖(yan)溶區(qu),于2016年(nian)6月(yue)、2017年(nian)11月(yue)分別創下了(le)月(yue)掘進1226米(mi)(mi)、1318.7米(mi)(mi)的(de)(de)(de)(de)全國紀錄(lu),實現了(le)一系(xi)列國內TBM施(shi)工(gong)(gong)(gong)史(shi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)重大(da)(da)突破。
在這期(qi)間,中鐵裝備(bei)也一直保(bao)持著(zhu)對海外市場的(de)(de)探(tan)索。2015年,黎巴(ba)嫩政府(fu)宣布了(le)(le)一項(xiang)浩大(da)、迫在眉睫的(de)(de)隧道工(gong)程——大(da)貝魯特供(gong)(gong)水項(xiang)目,項(xiang)目總預算3.7億美(mei)元,工(gong)期(qi)數年。這項(xiang)工(gong)程由意大(da)利著(zhu)名建筑商CMC公(gong)司負責(ze)施(shi)工(gong),而歐(ou)洲隧道協會在當年公(gong)布了(le)(le)一項(xiang)新標準(zhun),即為(wei)了(le)(le)保(bao)證隧道施(shi)工(gong)人員的(de)(de)安全,供(gong)(gong)應(ying)商提供(gong)(gong)的(de)(de)TBM產品(pin)必(bi)須能(neng)夠(gou)實現(xian)刀具背裝條件。而應(ying)用(yong)到(dao)大(da)貝魯特供(gong)(gong)水項(xiang)目的(de)(de)兩臺TBM直徑為(wei)3.53米,為(wei)目前世界(jie)上(shang)直徑最小的(de)(de)TBM,實現(xian)這項(xiang)技術可想而知有多難。中鐵裝備(bei)做到(dao)了(le)(le)!
兩臺設(she)備分別于2016年8月(yue)、9月(yue)始(shi)發,在(zai)這(zhe)個飽經(jing)戰(zhan)火的(de)國家首次使用(yong)全自(zi)動(dong)的(de)TBM施工,黎巴嫩(nen)(nen)政府項(xiang)目業主尤為(wei)重視。他們(men)(men)為(wei)兩臺TBM起(qi)名(ming)為(wei)“léa”和(he)(he)“Yasmina”(麗雅和(he)(he)雅斯(si)米納),分別代表慷慨、正直、開放(fang)和(he)(he)勇敢、果斷、活力。2018年3月(yue)2日,黎巴嫩(nen)(nen)貝魯(lu)特引水(shui)(shui)工程2號隧洞(dong)(dong)最后一片(pian)巖塊轟然碎(sui)落,“lYasmina”(雅斯(si)米納)成(cheng)功(gong)完成(cheng)了(le)隧道洞(dong)(dong)穿(chuan)的(de)階段性任務(wu)。“我們(men)(men)再(zai)也不用(yong)購(gou)買桶裝水(shui)(shui)喝了(le)!”隧洞(dong)(dong)貫通現場,黎巴嫩(nen)(nen)大(da)貝魯(lu)特供水(shui)(shui)項(xiang)目業主監理總監Philip Nassar難抑內心激動(dong):“我們(men)(men)沒有見過TBM這(zhe)樣的(de)設(she)備,中國友人(ren)在(zai)這(zhe)里(li)幫我們(men)(men)解決了(le)很多(duo)問(wen)題(ti),項(xiang)目建好以后,可以把遠方水(shui)(shui)庫(ku)的(de)水(shui)(shui)引到市里(li),這(zhe)會給我們(men)(men)的(de)生活帶(dai)來很大(da)的(de)改變!”預計到2019年,整個引水(shui)(shui)隧洞(dong)(dong)項(xiang)目可投入使用(yong),將(jiang)基(ji)本解決貝魯(lu)特用(yong)水(shui)(shui)問(wen)題(ti),總計約(yue)160萬(wan)人(ren)口將(jiang)從中受益。
隨著日趨成(cheng)熟的(de)(de)TBM技(ji)(ji)術,中(zhong)(zhong)鐵裝備(bei)(bei)TBM產品種類和應(ying)用領域(yu)也在不斷拓展。為(wei)實現(xian)大直徑(jing)TBM領域(yu)的(de)(de)突(tu)(tu)破,中(zhong)(zhong)鐵裝備(bei)(bei)的(de)(de)創新團隊開始(shi)了長達三年的(de)(de)技(ji)(ji)術攻關(guan)(guan),逐步攻克TBM整(zheng)(zheng)機(ji)機(ji)電液集(ji)成(cheng)控制(zhi)技(ji)(ji)術、TBM滾刀(dao)刀(dao)圈耐磨增韌技(ji)(ji)術、長距離硬巖環(huan)境下高效掘(jue)進技(ji)(ji)術等難題。對大直徑(jing)TBM異形斷面(mian)開挖、高強度刀(dao)盤(pan)設(she)計(ji)制(zhi)造等方面(mian)進行了儲備(bei)(bei)研究。在15米級超(chao)大直徑(jing)TBM的(de)(de)研發道路上,突(tu)(tu)破了一系列關(guan)(guan)鍵技(ji)(ji)術難題,已完全具備(bei)(bei)復雜地(di)質條件下超(chao)大直徑(jing)TBM整(zheng)(zheng)機(ji)技(ji)(ji)術和制(zhi)造實力。
2017年8月1日,由中鐵(tie)裝備自(zi)主研(yan)制的(de)我國最大直徑(jing)敞開(kai)(kai)式(shi)巖石(shi)隧(sui)(sui)道掘進(jin)機(ji)(ji)(TBM)“彩云號”成(cheng)功下線,應(ying)用于亞洲第一(yi)鐵(tie)路(lu)長隧(sui)(sui)——大瑞鐵(tie)路(lu)高黎貢山隧(sui)(sui)道。設(she)備開(kai)(kai)挖直徑(jing)達到9.03米,整機(ji)(ji)長度約(yue)為(wei)230米,整機(ji)(ji)重量(liang)約(yue)1900噸(dun),一(yi)舉(ju)填(tian)補了國內9米以上大直徑(jing)硬(ying)巖掘進(jin)機(ji)(ji)的(de)空白,改寫了我國鐵(tie)路(lu)長大隧(sui)(sui)道項目(mu)的(de)機(ji)(ji)械化施工長期受制于人的(de)歷(li)史(shi)。
在2018年3月30日(ri)召開(kai)的2017年國家技術創新(xin)(xin)示范企業全國工(gong)業和信(xin)息化系(xi)統(tong)科技工(gong)作(zuo)座談會上,中(zhong)鐵高新(xin)(xin)工(gong)業旗下的中(zhong)鐵裝備榮(rong)獲“2017年國家技術創新(xin)(xin)示范企業”榮(rong)譽稱號,體現了業內對(dui)中(zhong)鐵裝備創新(xin)(xin)能力及(ji)創新(xin)(xin)示范作(zuo)用的充(chong)分肯定。目前,中(zhong)鐵裝備已研制出適應不同復雜地(di)層的巖石隧道掘進機近20臺(tai),應用于十余個(ge)國內外隧道工(gong)程項目。
8年(nian)時間,中(zhong)鐵(tie)裝備完成(cheng)了(le)企(qi)(qi)業(ye)從初創走(zou)向技術(shu)成(cheng)熟(shu)的(de)蛻(tui)變,連續6年(nian)市場(chang)占有(you)(you)率國(guo)(guo)內第一。如(ru)今,“上天有(you)(you)神舟(zhou),下海有(you)(you)蛟龍(long),入地有(you)(you)盾構”,中(zhong)鐵(tie)裝備已(yi)成(cheng)為中(zhong)國(guo)(guo)高端裝備制(zhi)造(zao)業(ye)的(de)靚(jing)麗(li)名片。這(zhe)是(shi)國(guo)(guo)產TBM最美好的(de)時代(dai),這(zhe)也是(shi)中(zhong)國(guo)(guo)制(zhi)造(zao)業(ye)脫胎(tai)換骨(gu)走(zou)向成(cheng)熟(shu)時代(dai)。致力于推動鐵(tie)路施工(gong)的(de)現代(dai)化、智(zhi)能化,我(wo)國(guo)(guo)裝備制(zhi)造(zao)企(qi)(qi)業(ye)在超大直(zhi)徑巖石隧道掘進機(TBM)研制(zhi)領域正(zheng)取得一個又一個突破,新(xin)的(de)TBM時代(dai),正(zheng)穿山越嶺(ling),向我(wo)們走(zou)來。
【責任編輯:王莉】