厲害了，我國(guó)超大直徑巖隧掘進(jìn)機(jī)研制獲實(shí)質(zhì)性突破
文章來(lái)源：人民鐵道網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2018-04-04
應(yīng)用于亞洲第一鐵路長(zhǎng)隧——大瑞鐵路高黎貢山隧道的“彩云號(hào)”TBM。
“永吉號(hào)”TBM實(shí)現(xiàn)隧洞貫通。
世界最小直徑巖石隧道掘進(jìn)機(jī)在黎巴嫩大貝魯特引水項(xiàng)目施工。
4月2日，記者從中鐵高新工業(yè)股份有限公司獲悉，其旗下的中鐵裝備集團(tuán)已經(jīng)正式完成了超大直徑15米級(jí)巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）研發(fā)，突破了國(guó)外最大直徑14.4米的紀(jì)錄，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的世界空白，標(biāo)志著我國(guó)巖石隧道掘進(jìn)機(jī)研制技術(shù)正走向全球領(lǐng)先。
作為國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)行業(yè)的開(kāi)拓者和領(lǐng)先者——中鐵裝備在強(qiáng)勢(shì)崛起的進(jìn)程中，不斷搶占世界掘進(jìn)機(jī)技術(shù)制高點(diǎn)，為打破國(guó)外技術(shù)壟斷局面，提升我國(guó)裝備制造業(yè)的水平不懈努力。2001年，盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)被列入“863計(jì)劃”項(xiàng)目，決定在較短時(shí)間內(nèi)完成盾構(gòu)國(guó)產(chǎn)化，為此中國(guó)中鐵組建了盾構(gòu)研發(fā)項(xiàng)目部，而這個(gè)項(xiàng)目部就是中鐵裝備的雛形。
就在研發(fā)團(tuán)隊(duì)夜以繼日進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的時(shí)候，國(guó)家也加大了對(duì)裝備制造業(yè)的政策支持力度。2006年6月，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)，將盾構(gòu)研制列入16項(xiàng)重大技術(shù)裝備之一。這一年，中鐵裝備研發(fā)人員打破國(guó)外技術(shù)壁壘，在盾構(gòu)關(guān)鍵核心技術(shù)方面取得突破，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)控制系統(tǒng)模擬檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)并投入使用。2008年4月，我國(guó)自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)的“中鐵1號(hào)”復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在河南新鄉(xiāng)下線，并成功應(yīng)用于天津地鐵1號(hào)線，地面沉降控制在3毫米以內(nèi)，隧道經(jīng)專家驗(yàn)收全部通過(guò)。天津首戰(zhàn)告捷，以此為起點(diǎn)，我國(guó)自主研發(fā)的盾構(gòu)機(jī)以過(guò)硬的質(zhì)量開(kāi)始向其它城市進(jìn)軍，曾經(jīng)被國(guó)外品牌一統(tǒng)天下的盾構(gòu)市場(chǎng)正在被國(guó)產(chǎn)品牌替代。
在研制出的盾構(gòu)產(chǎn)品相繼投入到國(guó)內(nèi)多個(gè)城市，甚至是海外市場(chǎng)，盾構(gòu)技術(shù)日趨成熟的時(shí)候，中鐵裝備也沒(méi)有放棄在完善盾構(gòu)產(chǎn)品體系方面的努力。而巖石隧道掘進(jìn)機(jī)很顯然是其中最重要的一部分，掌握了TBM關(guān)鍵核心技術(shù)，才可以說(shuō)是完成了企業(yè)走向技術(shù)成熟的蛻變。據(jù)了解，巖石隧道掘進(jìn)機(jī)被稱為掘進(jìn)機(jī)之王，廣泛應(yīng)用于山體隧道掘進(jìn)，如果一個(gè)裝備制造商只具備盾構(gòu)的生產(chǎn)能力，而生產(chǎn)不出TBM，那么說(shuō)明它還不夠強(qiáng)。在當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)，TBM關(guān)鍵技術(shù)完全被國(guó)外壟斷，施工項(xiàng)目上，放眼望去盡是國(guó)外品牌TBM，這讓中國(guó)的TBM研發(fā)人員倍感屈辱。1997年，為了建設(shè)西康鐵路咽喉工程秦嶺隧道，中國(guó)企業(yè)花費(fèi)3億元從德國(guó)維爾特公司購(gòu)買了一臺(tái)全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)。這是我國(guó)在鐵路隧道施工中第一次使用這種現(xiàn)代化的隧道施工裝備。現(xiàn)任中鐵高新工業(yè)總經(jīng)理的李建斌全程參與了這個(gè)項(xiàng)目，使用過(guò)程中的一個(gè)小故障，讓他體會(huì)到，對(duì)于盾構(gòu)機(jī)而言，花錢的人未必就是上帝。“如果說(shuō)我們都不去做的話，那這個(gè)產(chǎn)品永遠(yuǎn)是外國(guó)人的天下，我們?yōu)槭裁床蝗ピ囋嚹兀俊崩罱ū笳f(shuō)。
為此，中鐵裝備成立了專業(yè)的TBM所，以推動(dòng)巖石隧道掘進(jìn)機(jī)研發(fā)的系統(tǒng)化、專業(yè)化。研發(fā)人員依托一系列與巖石隧道掘進(jìn)機(jī)相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)研究計(jì)劃，潛心鉆研，努力消化吸收，多次進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)和調(diào)研，為自主研發(fā)制造TBM打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在不斷學(xué)習(xí)、調(diào)研中，中鐵裝備TBM研發(fā)團(tuán)隊(duì)積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，科研積淀日漸加深。
中國(guó)人到底能否研制出自己的TBM？檢驗(yàn)答案的這一天很快到來(lái)，2014年1月，吉林省有史以來(lái)投資規(guī)模最大、輸水線路最長(zhǎng)、受益面積最廣、施工難度最高的大型跨區(qū)域引調(diào)水工程——吉林省中部城市引松供水工程（簡(jiǎn)稱“吉林引松”）TBM施工標(biāo)段面向全球公開(kāi)招標(biāo)。經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)業(yè)主與專家的評(píng)定，中鐵裝備最終拿到了國(guó)內(nèi)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)TBM的訂單。一年以后，依托國(guó)家“863、973”計(jì)劃自主研制的直徑8.03米巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）—“永吉號(hào)”成功下線，應(yīng)用于吉林引松供水工程總干線四標(biāo)項(xiàng)目，這是全線地質(zhì)最復(fù)雜、施工難度最大的標(biāo)段。當(dāng)年5月始發(fā)的“永吉號(hào)”，歷經(jīng)多處溶腔溶洞群、碳質(zhì)板巖段、斷層破碎帶、土層入侵洞段、特大涌水涌泥等不良地質(zhì)，一路破除險(xiǎn)阻，在國(guó)內(nèi)施工歷史上首次成功穿越長(zhǎng)達(dá)7000米的灰?guī)r巖溶區(qū)，于2016年6月、2017年11月分別創(chuàng)下了月掘進(jìn)1226米、1318.7米的全國(guó)紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了一系列國(guó)內(nèi)TBM施工史上的重大突破。
在這期間，中鐵裝備也一直保持著對(duì)海外市場(chǎng)的探索。2015年，黎巴嫩政府宣布了一項(xiàng)浩大、迫在眉睫的隧道工程——大貝魯特供水項(xiàng)目，項(xiàng)目總預(yù)算3.7億美元，工期數(shù)年。這項(xiàng)工程由意大利著名建筑商CMC公司負(fù)責(zé)施工，而歐洲隧道協(xié)會(huì)在當(dāng)年公布了一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，即為了保證隧道施工人員的安全，供應(yīng)商提供的TBM產(chǎn)品必須能夠?qū)崿F(xiàn)刀具背裝條件。而應(yīng)用到大貝魯特供水項(xiàng)目的兩臺(tái)TBM直徑為3.53米，為目前世界上直徑最小的TBM，實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)可想而知有多難。中鐵裝備做到了！
兩臺(tái)設(shè)備分別于2016年8月、9月始發(fā)，在這個(gè)飽經(jīng)戰(zhàn)火的國(guó)家首次使用全自動(dòng)的TBM施工，黎巴嫩政府項(xiàng)目業(yè)主尤為重視。他們?yōu)閮膳_(tái)TBM起名為“l(fā)éa”和“Yasmina”（麗雅和雅斯米納），分別代表慷慨、正直、開(kāi)放和勇敢、果斷、活力。2018年3月2日，黎巴嫩貝魯特引水工程2號(hào)隧洞最后一片巖塊轟然碎落，“l(fā)Yasmina”（雅斯米納）成功完成了隧道洞穿的階段性任務(wù)。“我們?cè)僖膊挥觅?gòu)買桶裝水喝了！”隧洞貫通現(xiàn)場(chǎng)，黎巴嫩大貝魯特供水項(xiàng)目業(yè)主監(jiān)理總監(jiān)Philip Nassar難抑內(nèi)心激動(dòng)：“我們沒(méi)有見(jiàn)過(guò)TBM這樣的設(shè)備，中國(guó)友人在這里幫我們解決了很多問(wèn)題，項(xiàng)目建好以后，可以把遠(yuǎn)方水庫(kù)的水引到市里，這會(huì)給我們的生活帶來(lái)很大的改變！”預(yù)計(jì)到2019年，整個(gè)引水隧洞項(xiàng)目可投入使用，將基本解決貝魯特用水問(wèn)題，總計(jì)約160萬(wàn)人口將從中受益。
隨著日趨成熟的TBM技術(shù)，中鐵裝備TBM產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展。為實(shí)現(xiàn)大直徑TBM領(lǐng)域的突破，中鐵裝備的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)三年的技術(shù)攻關(guān)，逐步攻克TBM整機(jī)機(jī)電液集成控制技術(shù)、TBM滾刀刀圈耐磨增韌技術(shù)、長(zhǎng)距離硬巖環(huán)境下高效掘進(jìn)技術(shù)等難題。對(duì)大直徑TBM異形斷面開(kāi)挖、高強(qiáng)度刀盤設(shè)計(jì)制造等方面進(jìn)行了儲(chǔ)備研究。在15米級(jí)超大直徑TBM的研發(fā)道路上，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，已完全具備復(fù)雜地質(zhì)條件下超大直徑TBM整機(jī)技術(shù)和制造實(shí)力。
2017年8月1日，由中鐵裝備自主研制的我國(guó)最大直徑敞開(kāi)式巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）“彩云號(hào)”成功下線，應(yīng)用于亞洲第一鐵路長(zhǎng)隧——大瑞鐵路高黎貢山隧道。設(shè)備開(kāi)挖直徑達(dá)到9.03米，整機(jī)長(zhǎng)度約為230米，整機(jī)重量約1900噸，一舉填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)9米以上大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)的空白，改寫了我國(guó)鐵路長(zhǎng)大隧道項(xiàng)目的機(jī)械化施工長(zhǎng)期受制于人的歷史。
在2018年3月30日召開(kāi)的2017年國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)全國(guó)工業(yè)和信息化系統(tǒng)科技工作座談會(huì)上，中鐵高新工業(yè)旗下的中鐵裝備榮獲“2017年國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”榮譽(yù)稱號(hào)，體現(xiàn)了業(yè)內(nèi)對(duì)中鐵裝備創(chuàng)新能力及創(chuàng)新示范作用的充分肯定。目前，中鐵裝備已研制出適應(yīng)不同復(fù)雜地層的巖石隧道掘進(jìn)機(jī)近20臺(tái)，應(yīng)用于十余個(gè)國(guó)內(nèi)外隧道工程項(xiàng)目。
8年時(shí)間，中鐵裝備完成了企業(yè)從初創(chuàng)走向技術(shù)成熟的蛻變，連續(xù)6年市場(chǎng)占有率國(guó)內(nèi)第一。如今，“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)”，中鐵裝備已成為中國(guó)高端裝備制造業(yè)的靚麗名片。這是國(guó)產(chǎn)TBM最美好的時(shí)代，這也是中國(guó)制造業(yè)脫胎換骨走向成熟時(shí)代。致力于推動(dòng)鐵路施工的現(xiàn)代化、智能化，我國(guó)裝備制造企業(yè)在超大直徑巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）研制領(lǐng)域正取得一個(gè)又一個(gè)突破，新的TBM時(shí)代，正穿山越嶺，向我們走來(lái)。
【責(zé)任編輯：王莉】
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