在这个日新月异的科技时代,如果说哪几个方面让我们自豪,那么盾构机行业无疑是其中之一。
这个曾经被外国企业垄断的市场,如今已经逐渐被我们的国产盾构机领导,成为全世界市场的主导者。
我国的盾构机行业从一开始的模仿学习,到逐渐的自主研发,一步一个脚印,慢慢走到了世界的前沿。
盾构机是一种体型巨大的隧道挖掘设备,有着高效、安全、精确的优点与特性,因此大范围的应用于地下隧道的开挖。
它像一个巨大的圆柱体盾牌,能够保护工人在不影响地面建筑和交通的情况下进行隧道施工,盾构机的诞生,不仅改变了隧道施工的传统模式,也改变了城市建设的面貌。
在过去没有盾构机的年代,隧道施工面临着诸多困难,一方面传统的隧道挖掘方法花费的时间比较久,但又有着成本高和效率低的缺点。
另一方面,隧道施工全套工艺流程中的安全风险隐患也让人揪心,隧道地下的地质条件往往很复杂,很容易出现塌方或者渗水等问题,对实施工程人员的生命安全构成了严重威胁,这样一些问题也使得隧道施工变得异常艰难,严重影响了基础设施建设的速度。
面对这些种种的问题,人们希望可以有一种能高效而安全挖掘隧道的设备,于是盾构机便应运而生了。
最早是在十九世纪,英国的著名工程师伊桑姆就设计出了第一台盾构机的图纸,而盾构机的实现也为隧道施工带来了革命性的改变,极大的提升了挖掘的效率,并将使实施工程人员的伤亡降到了最低。
伊桑姆设计的这台盾构机采用了一面巨大的“盾牌”,以此来实现实施工程人员的保护,减少施工全套工艺流程中的安全隐患。
然而,伊桑姆设计的早期盾构机仍存在许多不足,比如当时的盾构机的挖掘速度仍然很慢,而且需要大量的人力做相关操作,有了机器的情况下所需的施工人数竟然还要增加,这使得大众无法接受。
不仅如此,复杂的地形导致他的盾构机常常会出现故障,而设备的维护困难便成为了一个很严重的问题,他们不得不花费大量的时间在故障排查和维修之上。
这些问题,使得伊桑姆设计的盾构机应用场景范围仍然较小,并没有在全球范围内普及,针对这一问题,世界上的科研人员在盾构机的研发上投入了大量的精力,希望改进这种设备,使其更好地服务于人们的生活。
经过多年的研究改进与无数研究者的汗水,盾构机在许多方面都取得了显著的进步,未解决之前盾构机效率低下的问题,人们在盾构机上装配了强劲的切割头,能够轻易瓦解前方的土石,从而大大加快了推进的速度。
不仅如此,人力问题也得到了解决,新型的盾构机能够很大程度上的自行驱动,无需过多的人工操作,这也使得使它更稳定而耐用。
这些改进,使得盾构机在功能、效率和安全性上都有了显著的提升,极大地推动了隧道施工的发展,也使得盾构机这一发明传向了全世界,今天的盾构机,慢慢的变成了了隧道施工中不可或缺的设备,无论是地铁还是公路隧道,不能离开它的帮助。
其实,我国盾构机的崛起是在十多年前才开始的,之前中国自己的盾构机数目,是0!
我国最开始对盾构机有最直观地了解是在上世纪九十年代,那时候我国决定要修建一条穿过秦岭的铁路,打通这南北的阻碍,不过这对于当时我国的技术水平而言,是相当的困难。
秦岭可谓是崇山峻岭,一大片山连着山,当时我国的实施工程人员只能凭借人力,一点点地挖掘,暂且不说其中的巨大危险性,他们的效率也是低的出奇,每天只能推进大约五米的距离。
按照这样的进度,光是打通这条隧道,就要花十年八年的功夫了,这不能怪实施工程人员们偷懒,而是这确实是一个相当繁重的大工程,简直堪比“愚公移山”。
这样下去也不是办法,于是开始寻求其他的办法,看看世界上其他几个国家有没有类似的工程,学习一下其他几个国家的经验,到这时实施工程人员才知道,原来外国早就用上了一种叫“盾构机”的机器,两下就能将隧道挖穿,花费的力气还更小。
于是,中国便找到了德国此公司,希望可以购买两台盾构机,德国公司了解到中国挖掘隧道的情况之后,认定我们离不开盾构机,于是便狮子大开口,竟然开价到三亿五一台!
这样的价格在当时算得上是天价,不过为了尽快打通隧道,我国还是忍痛花费七亿买了两台盾构机,不仅如此我国还必须高薪请用外国的“专家”,没有他们的指导,我们甚至不了解怎么使用,也不清楚坏了该怎么维修。
尽管非常憋屈,但这条隧道竟然在短短五个月内就打通了,这在当时是很难来想象的,由于考虑到我国需要大量的基础设施建设,其中自然包括许多隧道的挖掘,于是国家便将盾构机的国产化提上了日程,希望我们的祖国能够早日用上自己的盾构机。
随着技术的发展,美国逐渐在盾构机这一领域占领了全世界的市场,他们在2013年研制出了当时世界上体积最大的盾构机“贝莎”,它长度长达110m,单单直径就有六层楼的高度,这一成果惊艳了世界。
而那时的国产盾构机进展如何呢?其实,盾构机也是我国的“争气”机,我国从对盾构机“一无所知”到引领世界,只用了不到20年的时间。
在国家政策的鼓励与科研人员夜以继日的工作之下,我国在2008年推出了第一台自己的盾构机“中国中铁一号”,实现了技术的突破,这也标志着我们在盾构机方面寄人篱下的日子终于结束了。
次年,中铁便在郑州设立了设立了专门的研究和制造盾构机的基地,这也代表着我国量产盾构机的时代来临。
在这短短的十余年间,中国盾构机的订单量与出厂数目都达到了一千台以上,不仅供我们自己的基本的建设使用,还卖向了全世界,打下了我国在盾构机方面的国际市场。
而在近些年,中国的盾构机已然走在了世界的最前列,甚至超越了美国,稳坐世界第一的宝座,这是十多年前的没办法想象的事情。
首先从技术层面来看,中国普遍的使用了模块化的设计,这使我们的盾构机在不同复杂环境下的适应性能远高于美国,应对不同的环境,例如高压水层、煤层等等,只需要替换上对应的模块就能完全适应该环境。
而模块化的设计在出口方面也受到了更大的欢迎,如果一个零部件在运行过程中遭到了损坏,美国一体化式的设计维修起来非常麻烦,需要整个返厂重造,而国产的盾构机只要换掉对应的零件即可。
从性能方面来看,我国的盾构机也压过美国一头,盾构机就是用在挖掘的工程上,而工程最在乎的便是效率与安全。
国产盾构机能达到每小时12m的推进速度,而美国的盾构机只能达到10m,这在工程效率上便有了显著的差别,而安全性方面,国产盾构机更是得到了世界各国的认可,印度、马来西亚等国家争相购买我们的盾构机,也能从侧面反映国产盾构机在安全方面同样可靠。
最后,国产盾构机在价格上有着美国根本没办法比拟的优势,依据市场的调研数据,在同样的性能参数之下,国产盾构机的价格甚至不到美国盾构机的一半!
设想外国消费者们面对这么一个价格低、效率高、使用维修方便还兼顾安全的盾构机,又怎么会去选择美国的产品呢?所以,国产盾构机占据七成以上的世界份额,也就不奇怪了。
有些人可能认为,盾构机没什么科技含量,中国不过是凭借产能取胜,这样的想法就大错特错了。
掌握现代盾构机技术的国家,世界上仅有四个,除了之前提到的德国和美国,也就日本掌握了这项技术,就连盾构机发明者所在的英国,都没有掌握它的现代技术。
不仅如此,我国在2008年造出第一台国产盾构机之后,并没有骄傲自满,而是保持了创新与技术突破的势头,一方面,盾构机的体型慢慢的变大,另一方面它的功能与技术细节也更加地完备。
在第一台国产盾构机出厂的五年之后,我国成功地研发了超大断面矩形盾构机,并将其用于了城市地下隧道和停车场的施工上,给城市的基建带来了巨大的便利。
三年之后,在浩勒报吉到吉安之间需要修建一条铁路,而中间一段需要修建隧道,然而这段路的复杂地形与结构使得无法直接用传统的盾构机。
因此中铁专门为此隧道定制了一款“马蹄形”的盾构机,对此世界隧道协会特地为它颁发了“创新奖”,也标志着我国盾构机方面的尖端技术,已经走到了世界的顶端。
两年之后,第一台“联络通道”盾构机在宁波成功地得到了使用,而就在前几天,根据中铁的一手消息,我国成功研制了“大直径双护盾土压组合式盾构机”,并将于广花铁路上首次使用。
纵观全球,中国的盾构机已经稳坐全球市场的领导者的宝座,从初学者的独立研发,到如今领导全球市场,中国盾构机的成就是对每一位科研人员努力最好的回馈。
然而,现在并不是终点,而是新的开始,这是一场我们一定要持续进行的科技赛跑,咱们不可以放慢脚步停下休息,而是应该在这个继续做大做强,这也是中国盾构机行业的决心所在。
我们有理由相信,中国的盾构机将在未来的日子里,保持创新与突破,走得更高、更远,继续引领世界的发展。