文章來源:人民(min)鐵道網 發(fa)布(bu)時間:2019-04-04

應用(yong)于亞(ya)洲(zhou)第一(yi)鐵路長隧——大瑞鐵路高(gao)黎貢山隧道的“彩云號(hao)”TBM。

“永(yong)吉(ji)號(hao)”TBM實現隧洞貫(guan)通(tong)。

世界最小直徑巖石隧道掘進機在黎巴(ba)嫩大貝(bei)魯特引水項目施(shi)工(gong)。
4月2日,記者(zhe)從中鐵高(gao)新工業股份有限公司獲悉,其(qi)旗下的中鐵裝備(bei)集團(tuan)已經正式完成了(le)超大(da)直徑15米級巖(yan)石隧道(dao)掘進(jin)機(TBM)研發(fa),突破了(le)國外最大(da)直徑14.4米的紀(ji)錄,填(tian)補了(le)該(gai)領域的世(shi)界空白,標(biao)志著我國巖(yan)石隧道(dao)掘進(jin)機研制(zhi)技術(shu)正走向全(quan)球領先(xian)。
作為國(guo)內掘(jue)進(jin)(jin)機行(xing)業的開拓者和領先者——中(zhong)鐵(tie)裝備(bei)在強勢崛(jue)起(qi)的進(jin)(jin)程中(zhong),不(bu)斷搶占世(shi)界掘(jue)進(jin)(jin)機技術制高(gao)點,為打破國(guo)外技術壟(long)斷局面(mian),提升我國(guo)裝備(bei)制造(zao)業的水平不(bu)懈努(nu)力。2001年,盾構(gou)關鍵技術被列入“863計(ji)劃”項(xiang)目,決定在較短(duan)時間內完成盾構(gou)國(guo)產化(hua),為此中(zhong)國(guo)中(zhong)鐵(tie)組(zu)建(jian)了盾構(gou)研發項(xiang)目部,而(er)這個項(xiang)目部就是中(zhong)鐵(tie)裝備(bei)的雛(chu)形。
就(jiu)在(zai)研發團隊夜以(yi)繼日進行關鍵技(ji)術(shu)(shu)(shu)攻關的(de)(de)時候,國(guo)(guo)家(jia)(jia)也加大(da)了對裝(zhuang)備(bei)制造(zao)業的(de)(de)政(zheng)策支持力度(du)。2006年6月,國(guo)(guo)務院正(zheng)式發布(bu)關于加快(kuai)振興裝(zhuang)備(bei)制造(zao)業的(de)(de)若(ruo)干(gan)意見,將盾構(gou)研制列入16項重大(da)技(ji)術(shu)(shu)(shu)裝(zhuang)備(bei)之一。這一年,中鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)研發人員打(da)破(po)國(guo)(guo)外技(ji)術(shu)(shu)(shu)壁(bi)壘(lei),在(zai)盾構(gou)關鍵核(he)心(xin)技(ji)術(shu)(shu)(shu)方面取(qu)得突破(po),研制出具有自主知識產(chan)權的(de)(de)盾構(gou)控制系統模(mo)擬檢測試驗平(ping)臺(tai)并投入使用(yong)。2008年4月,我國(guo)(guo)自主研發、自主設計的(de)(de)“中鐵(tie)1號(hao)”復合式土(tu)壓平(ping)衡盾構(gou)機在(zai)河南新鄉(xiang)下線(xian),并成功(gong)應(ying)用(yong)于天(tian)津地鐵(tie)1號(hao)線(xian),地面沉(chen)降控制在(zai)3毫米以(yi)內,隧道經專家(jia)(jia)驗收(shou)全部通過(guo)。天(tian)津首戰(zhan)告捷,以(yi)此為起點,我國(guo)(guo)自主研發的(de)(de)盾構(gou)機以(yi)過(guo)硬的(de)(de)質量(liang)開始向其它(ta)城市進軍,曾經被國(guo)(guo)外品牌一統天(tian)下的(de)(de)盾構(gou)市場正(zheng)在(zai)被國(guo)(guo)產(chan)品牌替(ti)代。
在研(yan)制(zhi)出的盾(dun)構(gou)(gou)產(chan)(chan)品相繼投入到國(guo)內多(duo)個城市(shi),甚至是海(hai)外(wai)市(shi)場,盾(dun)構(gou)(gou)技(ji)術日趨(qu)成(cheng)熟(shu)的時候,中鐵(tie)裝備也沒有放(fang)棄在完善(shan)盾(dun)構(gou)(gou)產(chan)(chan)品體系方面(mian)的努力(li)。而(er)巖(yan)(yan)石(shi)(shi)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)掘(jue)(jue)進(jin)機很顯然是其中最(zui)重要的一部分,掌握了(le)TBM關(guan)鍵(jian)核(he)心技(ji)術,才可以說是完成(cheng)了(le)企(qi)業走向技(ji)術成(cheng)熟(shu)的蛻變。據(ju)了(le)解,巖(yan)(yan)石(shi)(shi)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)掘(jue)(jue)進(jin)機被(bei)稱為(wei)掘(jue)(jue)進(jin)機之王,廣泛(fan)應用于山體隧(sui)(sui)(sui)道(dao)掘(jue)(jue)進(jin),如(ru)果一個裝備制(zhi)造商(shang)只具備盾(dun)構(gou)(gou)的生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力(li),而(er)生(sheng)產(chan)(chan)不出TBM,那么說明(ming)它還不夠(gou)強。在當時的國(guo)內,TBM關(guan)鍵(jian)技(ji)術完全(quan)被(bei)國(guo)外(wai)壟斷(duan),施工(gong)(gong)項目(mu)上,放(fang)眼望去(qu)盡是國(guo)外(wai)品牌TBM,這(zhe)讓中國(guo)的TBM研(yan)發人員倍感屈辱。1997年,為(wei)了(le)建(jian)設西康鐵(tie)路咽喉工(gong)(gong)程秦嶺(ling)隧(sui)(sui)(sui)道(dao),中國(guo)企(qi)業花費3億元(yuan)從德國(guo)維爾(er)特公司購買(mai)了(le)一臺(tai)全(quan)斷(duan)面(mian)巖(yan)(yan)石(shi)(shi)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)掘(jue)(jue)進(jin)機。這(zhe)是我國(guo)在鐵(tie)路隧(sui)(sui)(sui)道(dao)施工(gong)(gong)中第一次使用這(zhe)種現(xian)(xian)代化(hua)的隧(sui)(sui)(sui)道(dao)施工(gong)(gong)裝備。現(xian)(xian)任中鐵(tie)高新(xin)工(gong)(gong)業總經理(li)的李建(jian)斌(bin)全(quan)程參與了(le)這(zhe)個項目(mu),使用過程中的一個小(xiao)故障,讓他體會到,對于盾(dun)構(gou)(gou)機而(er)言,花錢的人未(wei)必就是上帝。“如(ru)果說我們都不去(qu)做(zuo)的話(hua),那這(zhe)個產(chan)(chan)品永遠是外(wai)國(guo)人的天下,我們為(wei)什么不去(qu)試試呢?”李建(jian)斌(bin)說。
為此,中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)備成立了專業(ye)的(de)TBM所,以(yi)推動巖石(shi)隧(sui)道掘(jue)進(jin)機(ji)研發(fa)(fa)的(de)系統化(hua)、專業(ye)化(hua)。研發(fa)(fa)人(ren)員依(yi)托一系列與巖石(shi)隧(sui)道掘(jue)進(jin)機(ji)相關(guan)的(de)國家重點研究計劃,潛(qian)心鉆(zhan)研,努力(li)消化(hua)吸(xi)收(shou),多次(ci)進(jin)行(xing)施工現場學習(xi)和調研,為自主研發(fa)(fa)制造TBM打下堅實基礎。在不斷學習(xi)、調研中(zhong),中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)備TBM研發(fa)(fa)團隊積(ji)累了豐富的(de)技(ji)術(shu)經驗,科(ke)研積(ji)淀日漸加深。
中國(guo)人(ren)到底能(neng)否研制出自(zi)己的(de)(de)TBM?檢驗答案的(de)(de)這一(yi)天(tian)很快到來,2014年(nian)1月(yue)(yue)(yue),吉(ji)(ji)林省(sheng)有史以來投資規(gui)模最(zui)大(da)、輸水(shui)(shui)線路(lu)最(zui)長(chang)、受(shou)益面(mian)積最(zui)廣、施(shi)工(gong)難度最(zui)高的(de)(de)大(da)型(xing)跨區(qu)域引(yin)(yin)調水(shui)(shui)工(gong)程——吉(ji)(ji)林省(sheng)中部城市引(yin)(yin)松供水(shui)(shui)工(gong)程(簡稱“吉(ji)(ji)林引(yin)(yin)松”)TBM施(shi)工(gong)標(biao)段面(mian)向(xiang)全(quan)球公開(kai)招標(biao)。經過多(duo)(duo)次(ci)優化設計,經過業主與(yu)專家的(de)(de)評定(ding),中鐵裝備最(zui)終拿到了(le)國(guo)內(nei)首臺國(guo)產(chan)TBM的(de)(de)訂單。一(yi)年(nian)以后,依(yi)托國(guo)家“863、973”計劃(hua)自(zi)主研制的(de)(de)直徑8.03米(mi)巖(yan)(yan)石隧道(dao)掘(jue)進機(TBM)—“永(yong)吉(ji)(ji)號”成功下線,應用于(yu)吉(ji)(ji)林引(yin)(yin)松供水(shui)(shui)工(gong)程總(zong)干線四(si)標(biao)項(xiang)目,這是全(quan)線地質(zhi)最(zui)復(fu)雜、施(shi)工(gong)難度最(zui)大(da)的(de)(de)標(biao)段。當(dang)年(nian)5月(yue)(yue)(yue)始(shi)發的(de)(de)“永(yong)吉(ji)(ji)號”,歷(li)經多(duo)(duo)處溶腔溶洞群、碳(tan)質(zhi)板巖(yan)(yan)段、斷層破碎帶、土層入(ru)侵洞段、特大(da)涌水(shui)(shui)涌泥等不良地質(zhi),一(yi)路(lu)破除險阻,在國(guo)內(nei)施(shi)工(gong)歷(li)史上首次(ci)成功穿越長(chang)達7000米(mi)的(de)(de)灰巖(yan)(yan)巖(yan)(yan)溶區(qu),于(yu)2016年(nian)6月(yue)(yue)(yue)、2017年(nian)11月(yue)(yue)(yue)分別(bie)創下了(le)月(yue)(yue)(yue)掘(jue)進1226米(mi)、1318.7米(mi)的(de)(de)全(quan)國(guo)紀(ji)錄,實現了(le)一(yi)系列(lie)國(guo)內(nei)TBM施(shi)工(gong)史上的(de)(de)重(zhong)大(da)突(tu)破。
在(zai)這期間,中鐵(tie)裝(zhuang)備也(ye)一直保持(chi)著對海(hai)外市場的(de)探(tan)索。2015年(nian),黎巴嫩政府宣布了一項(xiang)浩大(da)(da)、迫在(zai)眉睫的(de)隧(sui)道(dao)工(gong)程——大(da)(da)貝(bei)魯特供(gong)(gong)水項(xiang)目(mu),項(xiang)目(mu)總預算(suan)3.7億美元,工(gong)期數(shu)年(nian)。這項(xiang)工(gong)程由意大(da)(da)利著名建筑(zhu)商(shang)CMC公司負責(ze)施(shi)工(gong),而(er)歐(ou)洲隧(sui)道(dao)協會在(zai)當(dang)年(nian)公布了一項(xiang)新標準,即(ji)為(wei)(wei)了保證(zheng)隧(sui)道(dao)施(shi)工(gong)人員的(de)安全(quan),供(gong)(gong)應商(shang)提(ti)供(gong)(gong)的(de)TBM產品(pin)必須(xu)能夠實現刀具(ju)背裝(zhuang)條件。而(er)應用到大(da)(da)貝(bei)魯特供(gong)(gong)水項(xiang)目(mu)的(de)兩臺TBM直徑(jing)為(wei)(wei)3.53米,為(wei)(wei)目(mu)前世界(jie)上直徑(jing)最小的(de)TBM,實現這項(xiang)技術可想而(er)知有多(duo)難。中鐵(tie)裝(zhuang)備做到了!
兩(liang)臺(tai)設(she)備分別(bie)(bie)于2016年(nian)8月、9月始發,在這個飽(bao)經戰火的國(guo)家首次(ci)使用(yong)全(quan)自動(dong)的TBM施工,黎巴(ba)嫩政府項(xiang)目業(ye)主尤為重視。他們(men)為兩(liang)臺(tai)TBM起名為“léa”和(he)(he)“Yasmina”(麗雅(ya)和(he)(he)雅(ya)斯米納),分別(bie)(bie)代(dai)表慷慨、正直、開(kai)放和(he)(he)勇敢(gan)、果(guo)斷、活(huo)力。2018年(nian)3月2日,黎巴(ba)嫩貝(bei)(bei)魯(lu)(lu)特引水(shui)工程2號隧洞(dong)最(zui)后一片巖塊(kuai)轟然(ran)碎(sui)落,“lYasmina”(雅(ya)斯米納)成功(gong)完(wan)成了(le)隧道洞(dong)穿的階段性任務。“我(wo)們(men)再也不用(yong)購買桶裝水(shui)喝了(le)!”隧洞(dong)貫(guan)通現(xian)場(chang),黎巴(ba)嫩大(da)(da)貝(bei)(bei)魯(lu)(lu)特供水(shui)項(xiang)目業(ye)主監(jian)理總監(jian)Philip Nassar難(nan)抑內心激動(dong):“我(wo)們(men)沒(mei)有見過TBM這樣(yang)的設(she)備,中(zhong)國(guo)友人在這里(li)幫(bang)我(wo)們(men)解決了(le)很多(duo)問(wen)(wen)題,項(xiang)目建好以后,可以把遠方水(shui)庫(ku)的水(shui)引到(dao)市(shi)里(li),這會給我(wo)們(men)的生活(huo)帶來很大(da)(da)的改(gai)變!”預(yu)計到(dao)2019年(nian),整個引水(shui)隧洞(dong)項(xiang)目可投入使用(yong),將(jiang)基本解決貝(bei)(bei)魯(lu)(lu)特用(yong)水(shui)問(wen)(wen)題,總計約160萬人口將(jiang)從(cong)中(zhong)受益。
隨著日趨(qu)成熟的TBM技(ji)(ji)術(shu)(shu),中鐵裝備TBM產品種類和(he)應用領域也在不斷(duan)拓展。為(wei)實現大(da)直徑TBM領域的突破,中鐵裝備的創新團(tuan)隊開始了長達三年的技(ji)(ji)術(shu)(shu)攻(gong)關(guan),逐步攻(gong)克TBM整機機電液集成控制技(ji)(ji)術(shu)(shu)、TBM滾刀刀圈耐(nai)磨增韌技(ji)(ji)術(shu)(shu)、長距離硬(ying)巖環境(jing)下(xia)高效掘(jue)進技(ji)(ji)術(shu)(shu)等難題。對大(da)直徑TBM異(yi)形(xing)斷(duan)面開挖、高強(qiang)度刀盤設計制造(zao)等方面進行了儲備研(yan)究。在15米級超大(da)直徑TBM的研(yan)發道路(lu)上,突破了一系列關(guan)鍵(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)難題,已完全具備復雜(za)地質條件(jian)下(xia)超大(da)直徑TBM整機技(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)制造(zao)實力(li)。
2017年(nian)8月1日,由中鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)自主研制(zhi)的(de)我國(guo)最大直徑敞開(kai)式巖(yan)石隧(sui)道(dao)掘(jue)進機(ji)(TBM)“彩(cai)云(yun)號(hao)”成功下線,應用于亞洲(zhou)第一鐵(tie)路(lu)長(chang)隧(sui)——大瑞鐵(tie)路(lu)高黎貢山(shan)隧(sui)道(dao)。設(she)備(bei)開(kai)挖(wa)直徑達到(dao)9.03米(mi),整機(ji)長(chang)度約(yue)為230米(mi),整機(ji)重量(liang)約(yue)1900噸,一舉(ju)填補了國(guo)內9米(mi)以上大直徑硬巖(yan)掘(jue)進機(ji)的(de)空白,改(gai)寫了我國(guo)鐵(tie)路(lu)長(chang)大隧(sui)道(dao)項目的(de)機(ji)械化施工長(chang)期受制(zhi)于人的(de)歷史。
在2018年(nian)3月30日召開的2017年(nian)國(guo)家技(ji)術創新(xin)示范(fan)(fan)企(qi)業全國(guo)工業和信(xin)息化系統科技(ji)工作座談會上,中(zhong)鐵(tie)(tie)高(gao)新(xin)工業旗下的中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備(bei)(bei)榮(rong)獲“2017年(nian)國(guo)家技(ji)術創新(xin)示范(fan)(fan)企(qi)業”榮(rong)譽稱號(hao),體(ti)現了業內對中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備(bei)(bei)創新(xin)能(neng)力及創新(xin)示范(fan)(fan)作用(yong)的充分肯定。目(mu)前,中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備(bei)(bei)已(yi)研制出適應不同(tong)復雜地層的巖石隧(sui)道掘進機近20臺,應用(yong)于十余個國(guo)內外隧(sui)道工程項目(mu)。
8年時間,中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)(zhuang)備完(wan)成(cheng)了企(qi)業(ye)(ye)從(cong)初創走向(xiang)(xiang)技術成(cheng)熟(shu)的(de)蛻(tui)變,連續6年市場占有率國(guo)(guo)內第一(yi)。如今(jin),“上天(tian)有神舟,下海有蛟龍(long),入(ru)地有盾構”,中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)(zhuang)備已(yi)成(cheng)為中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)高端(duan)裝(zhuang)(zhuang)備制造(zao)業(ye)(ye)的(de)靚麗名片。這是國(guo)(guo)產TBM最美好的(de)時代,這也是中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)制造(zao)業(ye)(ye)脫胎(tai)換骨走向(xiang)(xiang)成(cheng)熟(shu)時代。致力于推動鐵(tie)路(lu)施工(gong)的(de)現代化、智(zhi)能化,我(wo)國(guo)(guo)裝(zhuang)(zhuang)備制造(zao)企(qi)業(ye)(ye)在超大直(zhi)徑(jing)巖石隧道掘進機(TBM)研制領域正(zheng)取得一(yi)個又一(yi)個突破,新的(de)TBM時代,正(zheng)穿山越(yue)嶺(ling),向(xiang)(xiang)我(wo)們(men)走來。
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