国际在线消息(记者 吴家迎):盾构机是隧道挖掘的专用工程机械,可以在开挖地下隧道的同时,构筑支撑坑壁的盾体,以此来实现隧道的一次成型。现在的地铁隧道,其挖掘工作几乎都是用盾构机来完成的。日前,记者在位于河南省郑州市的中铁工程装备集团有限公司,亲眼目睹了国产最大直径的泥水平衡盾构机“春风号”,还亲耳聆听了盾构机制造的相关知识。今天,就给大家讲讲中国国产盾构机“从无到有,从有到优”的故事。
“春风号”直径15.8米,由中铁工程装备集团、中铁隧道局集团联合研制,是国产直径最大的盾构机。据中铁工程装备集团盾构制造有限公司党群工作副部长郝路平介绍,去年公司已研制出了直径15.03米的盾构机,并用在了汕头海湾隧道项目。而“春风号”的直径比起那个大家伙还要多出近1米,是国产盾构机的又一大突破。
“春风号”机身长160米,总重达4800吨,从制造到投入到正常的使用中,需要1年左右的时间。据介绍,“春风号”从开始制造到正式下线个月的时间。在生产车间里完成总装调试并经客户验收合格后,还要花1到2个月进行拆分。拆分后的部件需要近100辆大型拖车来运输,才能运到工程项目施工现场进行组装,并最后投入使用。
目前,“春风号”已基本完成验收,即将开始拆分和运输,明年就可以在深圳市春风隧道工程投入使用。
“目前国内市场上已经没有纯进口的盾构机了。国产盾构机,无论是性价比还是技术上的含金量都不输进口货。” 郝路平很自信地和记者说。可就在十年前,中国的盾构机还严重依赖进口。据郝路平介绍,中国隧道施工主要经历了四个阶段。
第一阶段:20世纪50年代,主要是采用人工挖掘,“钢钎加大锤,打眼再放炮”的原始方法;
第二阶段:20世纪70年代,利用钻爆法原理,采用风钻打眼,再使用轨道翻斗车运输,机械化程度有了提升,但其实是靠人力;
第三阶段:20世纪80年代,仍然利用钻爆法原理,但是机械化水平更高了一些,开始采用凿岩台车进行钻眼作业,同时配以衬砌模板开展大型机械化施工;
第四阶段:20世纪90年代,开始全面采用盾构机开展作业,机械化程度全面提升。
1997年,中国首次从德国引进了两台盾构机,用于挖掘西康铁路秦岭隧道。当年,一台进口盾构机的售价高达3亿块钱,直到2008年之前,中国的盾构机严重依赖进口。外方对技术实行垄断,维修保养时不允许中方参与,维修所需工时也完全取决于外方,极度影响中方工程进度。
为了摆脱窘境,2002年8月,“中铁装备”成立了一支由18人组成的开发团队。经过6年的技术攻坚,中国首台具有自主知识产权的复合式盾构机于2008年成功下线,首次应用于天津地铁项目,实现了由“用盾构到造盾构”的转变。
首台国产盾构机研制成功后的十年,是中国盾构机产业迅猛发展的十年。这一切,从中铁装备的发展时间表就可以看出。
2013年12月,中铁装备成功研制了超大断面矩形盾构,大多数都用在城市下穿隧道和地下停车场的施工;
2016年10月,中铁装备为蒙华铁路白城隧道专门定制的马蹄形盾构“蒙华号”盾构机顺利始发掘进,标志着中国在异形盾构领域处于世界领先水平;
接下来,中国最大直径土压平衡盾构机、中国最大直径硬岩盾构机、中国最大直径泥水平衡盾构机纷纷问世,中国自主研发的盾构机从有向优迈进。郝路平说,近年来,中铁装备的开发团队一直根据不同的项目需求来进行研发和定制,盾构机的技术也在不断地突破。
中国制造的盾构机渐渐受到海外客户的青睐。2013年1月,中铁装备为马来西亚设计制造的中铁50号盾构下线,应用于吉隆坡地铁项目。2015年,中铁装备一次性签订6台7.54米直径的土压平衡盾构机采购合同,设备应用于11公里长的以色列隧道项目。2016年,中铁装备向新加坡提供10余台盾构机,用于其地铁项目建设。
据了解,“春风号”之后,中铁装备的大直径盾构机订单慢慢的变多。中铁装备已经掌握了直径15米以上盾构机的制造技术,而目前世界上直径最大的盾构机是17米。郝路平满怀信心地和记者说,“只要客户有这样的需求,我们未来也会生产17米直径的盾构机” 。
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