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2017年8月，一(yi)條(tiao)“鋼鐵(tie)巨龍”在吉林引(yin)(yin)松(song)工程(cheng)引(yin)(yin)水隧洞成(cheng)(cheng)功穿越，這是(shi)我國自主研制的國產(chan)首(shou)臺大直徑巖石隧道掘(jue)進機(ji)（TBM），從(cong)孕育誕生打破國外壟斷(duan)，到成(cheng)(cheng)功應用創造掘(jue)進佳績，它綻(zhan)放出國產(chan)施工利器傲人的光芒(mang)。

正在掘進作業的TBM

龍斌(bin)、暨智勇、蘇翠俠、李(li)深遠、侯(hou)昆洲、張(zhang)明明、陽旭、劉華、劉興、歐佳軍(jun)、黃(huang)強……鐵建重(zhong)工掘進機研(yan)究設計院(yuan)工程師，如果沒有更多的旁白，很(hen)難想象這群年輕的80后正(zheng)是這一光芒的創造(zao)者。

還(huan)記(ji)得(de)5年前，他們(men)有的剛(gang)離開(kai)“象牙塔”步入職場，有的已在(zai)國(guo)(guo)(guo)產利器的研發上(shang)小試身手。和(he)他們(men)一(yi)樣(yang)“稚嫩”的是(shi)，當時(shi)我國(guo)(guo)(guo)TBM自主技(ji)術和(he)國(guo)(guo)(guo)產產品還(huan)是(shi)一(yi)片空白，大直(zhi)徑TBM關鍵技(ji)術研究(jiu)及(ji)應用“863”課(ke)題(ti)剛(gang)在(zai)國(guo)(guo)(guo)家科技(ji)部立項。

如今，他們(men)以“863”課題(ti)國產首臺(tai)大直徑TBM為創新引擎(qing)，相繼攻(gong)克了單護(hu)盾式(shi)、雙護(hu)盾式(shi)及雙模式(shi)等多(duo)種(zhong)類型(xing)TBM，推動國產TBM產業核心技術達到世界領先水平、市場份(fen)額實現后(hou)來居(ju)上的驚人蝶變。

這么大的變化，源自青春的活力(li)和創新的動力(li)。

全斷面隧(sui)(sui)道(dao)掘進機分為盾構機和TBM兩大類，其中(zhong)TBM主要應用(yong)于巖石隧(sui)(sui)道(dao)工(gong)(gong)程。與(yu)盾構機相比，TBM具有技術工(gong)(gong)藝(yi)更復雜、應用(yong)工(gong)(gong)況更惡劣、產品附加值更高等特點，是(shi)當前最先進的大型(xing)隧(sui)(sui)道(dao)施工(gong)(gong)成(cheng)套裝備(bei)。

“20世(shi)紀(ji)90年代初，我國首次在(zai)西康鐵(tie)路(lu)秦(qin)嶺隧道(dao)(dao)中采用(yong)TBM施工(gong)，設備及施工(gong)技術(shu)全部由(you)國外引進(jin)。”團隊成員劉志華介紹，通(tong)過西康線(xian)秦(qin)嶺隧道(dao)(dao)的應用(yong)嘗(chang)試，TBM工(gong)法(fa)展現了巨大的優越性，此后在(zai)我國重大鐵(tie)路(lu)、引水隧道(dao)(dao)工(gong)程中得到推廣(guang)應用(yong)。

“十一五”期間(jian)，我國先(xian)后突(tu)破了用于軟土地層(ceng)隧道施工(gong)的中(zhong)等(deng)直(zhi)徑和大直(zhi)徑盾構機國產化關鍵技(ji)術，但TBM仍大量依賴進(jin)口，成為國產高端地下工(gong)程裝備自主化的薄弱環節。

技術人員認真檢查TBM升降平臺上隨車起重機的管路情況

蘇翠俠在2011年博士畢業(ye)后進入(ru)鐵(tie)建重(zhong)工，正好趕(gan)上國家大量新建公路(lu)、鐵(tie)路(lu)、水利等隧道工程的大發展時期，而她也接手了一項重(zhong)任，參與國產首臺大直徑TBM“863”課題(ti)的科研和管(guan)理工作(zuo)。

“課題由鐵建重(zhong)工牽(qian)頭(tou)，聯合中鐵十八局和浙江大學、天津大學、中南大學等科研院校組成(cheng)聯合研發團(tuan)隊，我們開展了連續3年的(de)緊張技(ji)術攻關。”蘇翠俠介(jie)紹道。

從零起步，如何(he)研制出首臺(tai)樣(yang)機？這(zhe)是(shi)擺在研發團(tuan)隊面前的第一道(dao)難題。

今(jin)年剛剛30歲的技術負責人龍斌當(dang)初也深感“壓(ya)力山(shan)大”。“依托工程具(ju)有‘長距(ju)離、高巖(yan)強(qiang)度(du)，并伴隨巖(yan)層不穩定、較(jiao)多(duo)斷裂(lie)帶(dai)、圍(wei)巖(yan)強(qiang)度(du)軟(ruan)硬交接(jie)’等地質難點，這對TBM施工和設備帶(dai)來了很(hen)高的挑戰(zhan)。”龍斌分析稱。

龍斌和研發團隊從設(she)(she)計圖紙開始(shi)著手，反復(fu)審核(he)機械部分圖紙約3000張，與液壓、電(dian)氣設(she)(she)計人員交流(liu)電(dian)液控制(zhi)，協(xie)調(diao)機電(dian)液接(jie)口問題和布置(zhi)問題，針對工程地質情況(kuang)和TBM系(xi)列(lie)化考(kao)慮，從參數(shu)配(pei)置(zhi)、主機及后配(pei)套(tao)系(xi)統(tong)(tong)布置(zhi)、刀盤(pan)刀具、主梁支撐推進系(xi)統(tong)(tong)、液壓系(xi)統(tong)(tong)、電(dian)氣系(xi)統(tong)(tong)等方面進行個性(xing)化、定制(zhi)化設(she)(she)計。

在(zai)研(yan)發團隊(dui)的攻關下(xia)，2014年12月國產首臺大直徑(jing)TBM在(zai)長沙順利下(xia)線，結束了我國作為TBM應用大國不能自(zi)主設計(ji)制(zhi)造(zao)大直徑(jing)TBM的歷史，徹底(di)打破了國外技術的長期壟(long)斷。

技術人員爬上爬下檢查設備

首臺樣(yang)機(ji)的研(yan)制成(cheng)功并沒有(you)讓研(yan)發團隊放(fang)下肩上的擔(dan)子，他們面(mian)臨第二輪(lun)考驗(yan)，設(she)備能否成(cheng)功高效(xiao)掘進(jin)？

2015年(nian)1月樣(yang)機陸續(xu)運(yun)抵工(gong)地組裝(zhuang)，這時(shi)正逢吉林最寒冷(leng)季節(jie)，甚(shen)至有-30℃的極寒天氣(qi)。“在連呼吸(xi)都(dou)會覺(jue)得鼻子凍住了的室(shi)外呆(dai)七八個小時(shi)，現(xian)在想想都(dou)還會覺(jue)得冷(leng)。”龍斌回憶道。

事實證明，他們的(de)付(fu)出是值得的(de)。設備在掘進期間刷新了(le)國(guo)(guo)內敞開式TBM施(shi)工(gong)新紀錄，開創了(le)TBM同類(lei)斷面施(shi)工(gong)之(zhi)最，設備性能和施(shi)工(gong)水平整體(ti)達到國(guo)(guo)際領先。并(bing)且，該設備比同類(lei)進口產品便宜5000萬元以上，施(shi)工(gong)壽命(ming)可達30公里，遠超國(guo)(guo)外20公里的(de)壽命(ming)水平。

在喜悅之余，研發(fa)團(tuan)隊多了(le)一(yi)份冷靜。“我國TBM的(de)(de)發(fa)展才(cai)剛剛起(qi)步(bu)，未來5-10年，鐵建重工將重點圍繞(rao)極硬(ying)巖(yan)地層高(gao)效破巖(yan)、超長壽命重載刀座(zuo)研制、新型高(gao)性能刀具材料(liao)制備等前沿尖端技(ji)(ji)術開(kai)展科(ke)技(ji)(ji)攻關，用10年左右(you)時(shi)間實(shi)現(xian)對國外知名TBM企業的(de)(de)全(quan)面超越(yue)。” 團(tuan)隊成員梅(mei)勇兵展望(wang)說。

大雪中，技術人員緊急出門，電話了解TBM故障情況

TBM里的午餐

 

【責任編輯：李巨堯】