文章來源：證券日報 發布時間：2021-05-27
“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構?！北恍蜗蟮胤Q之為工程上“穿山甲”的盾構機，此前受制造工藝復雜、設計理論不成熟等諸多原因所致，在很長一段時間上我國完全依賴進口，但隨著2019年底中鐵工程裝備集團有限公司（以下簡稱：中鐵裝備）研發的兩臺大直徑土壓平衡盾構機反向出口至這一大國重器發源地法國，不僅標志著國產盾構機實現彎道超車，還成為中國高端智能制造裝備“走出去”的又一張新“名片”。
近日，《證券日報》記者隨國資委來到“三個轉變”重要指示發源地的中鐵裝備調研采訪期間，全國人大代表、中鐵裝備副總經理王杜娟在接受記者采訪時表示，目前，中鐵裝備已研發了一批具有開創性、奠基性和戰略性的國內首臺或世界首臺產品，擁有國際領先的技術地位，特別是超大斷面矩形盾構、馬蹄形盾構設計制造技術。
作為隧道施工最核心設備之一，在鄭州地鐵7號線的智慧工地展廳中，赫然擺放的便是一臺數米長的盾構機模型。經由現場的工作人員向記者演示，盾構機的工作原理簡單概括就是用頂端刀盤切削石塊、土層，再用螺旋機將巖石碎屑、泥土等抽出至皮帶上運至后方，緊接著組裝好事先制作好的管片，用以支撐隧道防止坍塌。
雖然道理簡單，在實際應用中，因地質及地層構造的復雜性和不可預知性，給盾構機的“摸黑”前進增加了極大的施工難度和危險。
中鐵裝備黨委副書記張占成舉例稱，在山嶺隧道掘進中，盡管前期為了確定隧道路線會做一份初步的地質勘探，但受地層的復雜變化影響，在實際掘進過程中，偶爾也會不可避免地要進行“繞路”。
“所以在這個時候，就更加迫切地需要通過刀盤來獲知前方的地質情況?！蓖醵啪耆缡钦f。
在此背景下，據中鐵裝備智能院副院長荊留杰介紹，經過協同攻關，中鐵裝備攻克了TBM（全斷面硬巖隧道掘進機）施工過程中“巖體實時感知難”“TBM掘進精確控制難”兩大難題，研發了TBM-SMART智能掘進系統。該系統可幫助主司機輕松掌握前方的巖體情況，實時監測設備卡機風險，同時提供最佳操作建議，將“摸黑”掘進變成 “透明”掘進、“智慧”掘進。
以山東文登抽水蓄能電站工程為例，TBM-SMART系統已搭載到由中鐵裝備集團自主研制的世界首臺超小轉彎半徑硬巖掘進機——“文登號”上，在施工過程中，巖體參數預測準確度平均達88.9%，成功預警卡機風險5次，實現了直線段最高日進尺20.548米，曲線段最高日進尺11.165米施工記錄，相比同類產品掘進效率提升30%，保障了TBM安全、高效掘進。
王杜娟透露，在掘進機的產品智能化方面，目前中國企業與國際巨頭已經處于“并跑”階段，甚至個別技術上做到領先。如TBM-SMART2.0已經在好幾個項目上得到應用，但國際同行中還沒有應用案例。
值得一提的是，除了致力于解決盾構機的邊掘邊探外，中鐵裝備還借力5G技術，以助力盾構機的智能掘進。
以鄭州地鐵三號線司莊站-南曹站區間為例，記者在走訪期間了解到，中鐵裝備聯手鄭州移動，已將5G技術應用于盾構機傳感器信息收集、人機定位、人員管理和行為分析等多個方面，實現了對設備運行、人員管理、施工環境的實時監控。據相關負責人介紹，這不但提升了盾構機設備的運行效率、降低了運營和管理成本，同時也保證了施工現場的安全。據悉，該項目區間已成為世界首個5G技術保障下盾構法掘進地鐵隧道項目的貫通。
王杜娟告訴記者，對中鐵裝備來說，實現中國“智造”，一方面是改變傳統的生產方式，即加快向數字化、網絡化、智能化方向發展；另一方面，則是產品本身的改變，即通過互聯網、大數據、人工智能等現代信息技術的輔助，用數字化為盾構技術賦能，讓無人值守、智能掘進成為現實。
數據顯示，截至目前，中鐵裝備的盾構產品累計訂單超過1200臺，產品遠銷25個國家和地區，市場占有率連續9年中國第一，產銷量連續4年世界第一，成為我國起步最早、擁有專利技術和標準最多、產品門類最全、市場占有率最高、出口國家最多的盾構行業領軍企業。
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