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不卖则自研! 宁波轨道工地科研场十年磨一剑 只为破局而出
来源:贝博app体育下载安装 发布时间:2024-12-08 19:31:55【环球网能源综合报道】在城市基础设施建设的宏伟画卷中,城市轨道交通建设犹如一颗璀璨的明珠,而 “盾构” 技术则是其中不可或缺的关键画笔。浙江省宁波市轨道交通集团有限公司(以下简称“宁波轨道”),历经十年艰苦卓绝的探索与创新,首创 “类矩盾构” 技术,成功破解城市地下超窄空间施工难题,先后获得42项国内外专利,展现出强大的国际竞争优势。
工程技术人员为首台“类矩盾构”作投产前的检查调试 宁波市轨道交通集团有限公司供图
宁波,这座世界知名港城和我国先进制造业重要基地,自2008年8月获国务院批复同意建设轨道交通以来,便开启了迈向现代化国际大都市的崭新篇章。宁波轨道交通党委委员、总工程师姚燕明指出,宁波要对标世界一流,高起点高标准规划轨道交通建设,让轨道交通成为城市的新名片。
工欲善其事,必先利其器。盾构,素有工程机械 “航母” 之称,在城市轨道、地下管廊、铁路公路隧道等重大工程和基本的建设领域发挥着至关重要的作用。宁波轨道在筹建规划时,便毅然踏上吸收引进与自主研发并举的新征程。他们多次走出国门,深入调研世界知名盾构机制造商和地铁运营商,深刻认识到工程技术装备需因地而异、因地制宜。
凭借着先进的规划和高效的建设,宁波轨道仅用四年时间便顺利打通三条城市地铁线路,其规划设计之先进、建设速度之快、工程质量之优,堪称国内外一流。然而,单洞单轨盾构技术在面对狭仄的地下施工空间时,逐渐显露出局限性。在宁波地铁4号线的建设中,这一问题尤为棘手。4号线作为城市旅游专线公里线路位于翠柏里老街区正下方,地下可用空间净宽不足14米,如此狭窄的地下空间作业实属罕见。
面对这一国际级难题,宁波轨道起初试图从国外购买一台“矩形盾构”成品装备,以解燃眉之急。但对方以 “目前暂无出售计划” 为由婉拒。宁波轨道深刻认识到,事关高端装备与关键技术,不能指望也无法依赖外援引进。于是,他们联合一流高校学府、研究机构、制造商巨头,搭建产学研用一体化大平台,集聚一大批顶尖工程师和资深学者,开展协同攻关。
在这十年的艰难攀登中,宁波轨道调集精兵强将,成立攻关课题组,众多技术专家坚守奋战,将工地变成国际级大科研场。关于盾构结构造型,上海隧道设计院高级工程师沈张勇介绍,团队在前期论证时,历经多种方案的探索,最终确定采用四段不同弧度的曲线衔接拼装成如同一只横放的椭圆形鸭蛋的 “类矩盾构” 造型。同济大学教授柳献主持的地下压力实验,为 “类矩盾构” 的研发提供了坚实的数据支持。他们先后开展了 7 次原型结构实验室试验和现场实证试验,投入巨大的人力、物力、财力。上海隧道工程公司总工程师朱雁飞带领团队,在面对史无先例的超大断面 “类矩盾构” 项目时,克服重重困难,创新采用串连环臂式拼装技术,解决了拼接管片重量过大的难题。
经各方全力以赴,仅9个月时间,宽11.83米、高7.27米的世界首台最大断面 “类矩盾构”——“阳明号” 最终亮相。为确保新技术装备从实验厂出厂到规模化应用的万无一失,宁波轨道技术团队吃住都在工地上,耗时整整一年,完成了高塘桥试验段,随后又顺利打通了被视为 “畏途” 的翠柏里地下段。高塘桥、翠柏里的成功实践,为 “类矩盾构” 在宁波轨道交通建设的拓展应用奠定了坚实基础,也吸引了众多地铁同行前来学习考察。
宁波轨道充分认识到 “类矩盾构” 的巨大价值,不断深化研发迭代升级。从1.0 版到 5.0 版,实施了一系列重大技术改革创新。最初设计的盾构刀盘体系由两个 “X 型” 大刀盘加一个 “I 型” 小刀盘组合而成,形成全断面百分百切削。同时,运用数字化技术自动调节工作速度,有效保障作业安全。此后,对管片、刀盘系统进一步改善完善,掘进速度大幅提升。
宁波地处我国东部沿海软土地带,地下土层含水率近 50%,被比喻为 “嫩豆腐打洞”,建设地铁面临巨大挑战。然而,“类矩盾构” 有效破解了在高含水率地下软土层中实施超窄隧道开掘作业的国际性难题。目前,宁波轨道正在逐步加强研发技术与储备,努力使 “类矩盾构” 在国际竞争的赛道上持续保持领军者地位。
“类矩盾构” 的成功,得益于宁波轨道创建的以工程为抓手引领的产学研用一体化大平台。这样的平台全局一盘棋、联手大协作,充足表现了创新性和先进性。在技术成果评价会上,众多专家学者一致认为,“类矩盾构” 作为我国首创性、原创性、国际领先的高端装备与施工工法,拥有广阔应用前景。它不仅拥有质量、功能、价格等优势,还能在狭窄地下空间施工,为老旧城区、城市核心地带的地铁建设探寻有效路径。新加坡国立大学教授梁春辉表示,新加坡地质条件与宁波相差不多,宁波的 “类矩盾构” 值得学习借鉴。原国际隧道协会副主席 Jamal Rostami 也指出,此项技术在欧美发达国家也有需求,可为城市地下交通建设提供全新的解决方案。
宁波轨道的“类矩盾构”技术,不仅在技术上实现了自主创新,更在实践中展现了其强大的应用价值。这项技术的成功,不仅为宁波轨道交通建设提供了强有力的技术上的支持,也为国际城市地下空间施工提供了全新的解决方案。
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