厲害了，我國超大直徑巖隧掘進機研制獲實質性突破
文章來源(yuan)：人民鐵道網 發布時間：2019-04-04
應用于亞洲第(di)一(yi)鐵路長隧——大(da)瑞鐵路高黎(li)貢(gong)山(shan)隧道的(de)“彩云號”TBM。
“永吉(ji)號”TBM實現隧洞貫通。
世界最小直徑巖石隧道掘進機在黎(li)巴嫩大貝魯特(te)引水項目(mu)施工。
4月2日，記(ji)者從中(zhong)鐵(tie)(tie)高新工業股份(fen)有(you)限公司獲悉，其旗(qi)下的(de)(de)中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備(bei)集(ji)團已經正式完成了(le)超大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)15米級(ji)巖石隧道掘進機（TBM）研發(fa)，突破了(le)國外最大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)14.4米的(de)(de)紀(ji)錄，填補了(le)該領域的(de)(de)世界空白，標(biao)志著我國巖石隧道掘進機研制技術(shu)正走向全球領先。
作為國(guo)內(nei)掘進機行業(ye)的(de)開(kai)拓(tuo)者和領先者——中鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)在(zai)強勢崛(jue)起的(de)進程中，不(bu)斷搶(qiang)占世界掘進機技(ji)術(shu)制高點，為打破國(guo)外(wai)技(ji)術(shu)壟斷局面，提(ti)升我(wo)國(guo)裝(zhuang)備(bei)制造業(ye)的(de)水平(ping)不(bu)懈努力。2001年，盾構關鍵技(ji)術(shu)被列入(ru)“863計劃”項目，決定在(zai)較短時(shi)間內(nei)完(wan)成(cheng)盾構國(guo)產化，為此中國(guo)中鐵(tie)組(zu)建了盾構研發項目部，而這個項目部就是中鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)的(de)雛形。
就(jiu)在(zai)研(yan)發團隊夜(ye)以繼日進行關鍵技(ji)術(shu)攻關的(de)時候(hou)，國(guo)家也加大了對裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業(ye)的(de)政策支持力度。2006年6月(yue)，國(guo)務院正式發布關于加快振興裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業(ye)的(de)若干意見，將盾構(gou)(gou)研(yan)制(zhi)列入(ru)16項重大技(ji)術(shu)裝(zhuang)備(bei)之一。這一年，中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)備(bei)研(yan)發人員打破國(guo)外技(ji)術(shu)壁壘，在(zai)盾構(gou)(gou)關鍵核心技(ji)術(shu)方面取(qu)得突破，研(yan)制(zhi)出具有自(zi)(zi)主(zhu)知(zhi)識產權的(de)盾構(gou)(gou)控(kong)制(zhi)系統(tong)模擬檢測試驗(yan)平(ping)臺(tai)并(bing)投入(ru)使用(yong)。2008年4月(yue)，我國(guo)自(zi)(zi)主(zhu)研(yan)發、自(zi)(zi)主(zhu)設計的(de)“中(zhong)鐵(tie)(tie)1號”復合式土壓平(ping)衡盾構(gou)(gou)機(ji)在(zai)河南新鄉下(xia)線，并(bing)成功應用(yong)于天津(jin)地(di)鐵(tie)(tie)1號線，地(di)面沉降控(kong)制(zhi)在(zai)3毫米(mi)以內，隧道經專(zhuan)家驗(yan)收全部通過。天津(jin)首戰告捷，以此為起點(dian)，我國(guo)自(zi)(zi)主(zhu)研(yan)發的(de)盾構(gou)(gou)機(ji)以過硬(ying)的(de)質量開始向其它城市(shi)進軍，曾經被(bei)國(guo)外品牌一統(tong)天下(xia)的(de)盾構(gou)(gou)市(shi)場正在(zai)被(bei)國(guo)產品牌替代。
在(zai)(zai)研制(zhi)出的(de)(de)(de)(de)(de)盾構產品相(xiang)繼投(tou)入(ru)到國內(nei)多個城市，甚至是(shi)海外(wai)市場，盾構技(ji)(ji)術日趨(qu)成(cheng)熟的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候，中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)也沒有放(fang)棄在(zai)(zai)完(wan)善(shan)盾構產品體系方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)努(nu)力。而巖(yan)(yan)(yan)石隧(sui)道掘(jue)(jue)(jue)進(jin)機(ji)(ji)很(hen)顯然是(shi)其中(zhong)最重要的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)部分，掌握了(le)(le)TBM關鍵核心(xin)技(ji)(ji)術，才可(ke)以說(shuo)是(shi)完(wan)成(cheng)了(le)(le)企業走(zou)向技(ji)(ji)術成(cheng)熟的(de)(de)(de)(de)(de)蛻變(bian)。據了(le)(le)解，巖(yan)(yan)(yan)石隧(sui)道掘(jue)(jue)(jue)進(jin)機(ji)(ji)被(bei)稱(cheng)為(wei)掘(jue)(jue)(jue)進(jin)機(ji)(ji)之王，廣泛應用于山體隧(sui)道掘(jue)(jue)(jue)進(jin)，如果一(yi)(yi)個裝(zhuang)(zhuang)備(bei)制(zhi)造商只(zhi)具備(bei)盾構的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產能(neng)力，而生(sheng)產不出TBM，那么說(shuo)明(ming)它還不夠(gou)強。在(zai)(zai)當時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)國內(nei)，TBM關鍵技(ji)(ji)術完(wan)全被(bei)國外(wai)壟斷，施工(gong)項(xiang)目(mu)上，放(fang)眼望去(qu)盡是(shi)國外(wai)品牌TBM，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)讓中(zhong)國的(de)(de)(de)(de)(de)TBM研發人(ren)(ren)員倍感屈辱。1997年，為(wei)了(le)(le)建(jian)設西康鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)咽喉(hou)工(gong)程秦嶺隧(sui)道，中(zhong)國企業花費3億(yi)元從(cong)德國維爾特公司(si)購(gou)買了(le)(le)一(yi)(yi)臺全斷面(mian)巖(yan)(yan)(yan)石隧(sui)道掘(jue)(jue)(jue)進(jin)機(ji)(ji)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)我國在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)隧(sui)道施工(gong)中(zhong)第一(yi)(yi)次使用這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種現(xian)代化的(de)(de)(de)(de)(de)隧(sui)道施工(gong)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)。現(xian)任中(zhong)鐵(tie)(tie)高新工(gong)業總經理的(de)(de)(de)(de)(de)李(li)建(jian)斌全程參與了(le)(le)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個項(xiang)目(mu)，使用過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個小故障，讓他體會到，對于盾構機(ji)(ji)而言(yan)，花錢的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)未必(bi)就是(shi)上帝。“如果說(shuo)我們都(dou)不去(qu)做的(de)(de)(de)(de)(de)話，那這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個產品永遠是(shi)外(wai)國人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)下，我們為(wei)什么不去(qu)試試呢？”李(li)建(jian)斌說(shuo)。
為此(ci)，中(zhong)鐵裝備成立了(le)專業的(de)TBM所，以推(tui)動巖石(shi)隧(sui)道(dao)掘進機研(yan)(yan)(yan)發(fa)的(de)系統化(hua)、專業化(hua)。研(yan)(yan)(yan)發(fa)人(ren)員依托一系列與(yu)巖石(shi)隧(sui)道(dao)掘進機相(xiang)關的(de)國家(jia)重點研(yan)(yan)(yan)究計劃，潛(qian)心鉆研(yan)(yan)(yan)，努(nu)力消化(hua)吸收，多次進行施(shi)工現場學習和調(diao)(diao)研(yan)(yan)(yan)，為自主研(yan)(yan)(yan)發(fa)制造TBM打下堅(jian)實基(ji)礎(chu)。在不斷學習、調(diao)(diao)研(yan)(yan)(yan)中(zhong)，中(zhong)鐵裝備TBM研(yan)(yan)(yan)發(fa)團隊積累了(le)豐富的(de)技術經驗，科研(yan)(yan)(yan)積淀日漸加深。
中(zhong)國(guo)(guo)人(ren)到底(di)能(neng)否(fou)研(yan)制(zhi)出(chu)自己的(de)TBM？檢驗(yan)答案的(de)這一(yi)天(tian)很快(kuai)到來(lai)，2014年(nian)1月，吉(ji)林省有史以(yi)來(lai)投資規模(mo)最(zui)(zui)大(da)(da)、輸水線(xian)(xian)(xian)(xian)路(lu)最(zui)(zui)長、受益(yi)面積最(zui)(zui)廣、施(shi)工(gong)(gong)(gong)難度最(zui)(zui)高(gao)的(de)大(da)(da)型跨區域引調水工(gong)(gong)(gong)程(cheng)——吉(ji)林省中(zhong)部城市引松供水工(gong)(gong)(gong)程(cheng)（簡稱(cheng)“吉(ji)林引松”）TBM施(shi)工(gong)(gong)(gong)標段面向全球公開招標。經過多次優化設計，經過業(ye)主(zhu)與專家的(de)評定，中(zhong)鐵裝備最(zui)(zui)終拿到了國(guo)(guo)內首(shou)臺國(guo)(guo)產(chan)TBM的(de)訂單。一(yi)年(nian)以(yi)后(hou)，依(yi)托(tuo)國(guo)(guo)家“863、973”計劃自主(zhu)研(yan)制(zhi)的(de)直(zhi)徑(jing)8.03米(mi)(mi)(mi)巖(yan)石(shi)隧道(dao)掘(jue)進(jin)機（TBM）—“永吉(ji)號”成功(gong)下(xia)線(xian)(xian)(xian)(xian)，應用于(yu)吉(ji)林引松供水工(gong)(gong)(gong)程(cheng)總(zong)干線(xian)(xian)(xian)(xian)四標項目，這是(shi)全線(xian)(xian)(xian)(xian)地質最(zui)(zui)復雜、施(shi)工(gong)(gong)(gong)難度最(zui)(zui)大(da)(da)的(de)標段。當年(nian)5月始發(fa)的(de)“永吉(ji)號”，歷經多處溶腔溶洞群、碳質板巖(yan)段、斷層(ceng)破(po)(po)碎帶、土層(ceng)入侵洞段、特大(da)(da)涌(yong)(yong)水涌(yong)(yong)泥等(deng)不良地質，一(yi)路(lu)破(po)(po)除險阻，在國(guo)(guo)內施(shi)工(gong)(gong)(gong)歷史上首(shou)次成功(gong)穿越長達(da)7000米(mi)(mi)(mi)的(de)灰巖(yan)巖(yan)溶區，于(yu)2016年(nian)6月、2017年(nian)11月分別創下(xia)了月掘(jue)進(jin)1226米(mi)(mi)(mi)、1318.7米(mi)(mi)(mi)的(de)全國(guo)(guo)紀錄(lu)，實現了一(yi)系(xi)列(lie)國(guo)(guo)內TBM施(shi)工(gong)(gong)(gong)史上的(de)重大(da)(da)突破(po)(po)。
在(zai)這期(qi)間，中鐵裝(zhuang)(zhuang)備也一(yi)直(zhi)保(bao)持著(zhu)對海外市場的(de)(de)探索。2015年(nian)，黎巴嫩政府宣布(bu)(bu)了一(yi)項(xiang)(xiang)浩大(da)(da)、迫在(zai)眉睫的(de)(de)隧(sui)道(dao)工(gong)(gong)(gong)程——大(da)(da)貝魯特供(gong)水項(xiang)(xiang)目，項(xiang)(xiang)目總預算3.7億美(mei)元，工(gong)(gong)(gong)期(qi)數(shu)年(nian)。這項(xiang)(xiang)工(gong)(gong)(gong)程由意大(da)(da)利著(zhu)名建(jian)筑商CMC公(gong)司負責(ze)施工(gong)(gong)(gong)，而歐洲隧(sui)道(dao)協會在(zai)當年(nian)公(gong)布(bu)(bu)了一(yi)項(xiang)(xiang)新(xin)標準(zhun)，即為了保(bao)證隧(sui)道(dao)施工(gong)(gong)(gong)人員的(de)(de)安(an)全，供(gong)應(ying)商提供(gong)的(de)(de)TBM產品必須能夠實(shi)現刀具(ju)背裝(zhuang)(zhuang)條件。而應(ying)用(yong)到大(da)(da)貝魯特供(gong)水項(xiang)(xiang)目的(de)(de)兩臺TBM直(zhi)徑為3.53米(mi)，為目前(qian)世(shi)界上直(zhi)徑最(zui)小的(de)(de)TBM，實(shi)現這項(xiang)(xiang)技(ji)術可想而知有(you)多難(nan)。中鐵裝(zhuang)(zhuang)備做到了！
兩臺設備(bei)分(fen)別(bie)于2016年8月、9月始(shi)發，在(zai)這(zhe)(zhe)個飽經戰火的(de)國家首次使用(yong)(yong)全(quan)自動(dong)的(de)TBM施(shi)工(gong)(gong)，黎巴嫩政府項(xiang)目業主尤為(wei)重視。他們為(wei)兩臺TBM起名為(wei)“léa”和(he)“Yasmina”（麗雅(ya)和(he)雅(ya)斯米納(na)），分(fen)別(bie)代表慷(kang)慨、正直、開放和(he)勇(yong)敢、果(guo)斷(duan)、活力(li)。2018年3月2日，黎巴嫩貝魯特(te)引水(shui)工(gong)(gong)程2號隧(sui)洞最后(hou)一片巖(yan)塊轟然碎落，“lYasmina”（雅(ya)斯米納(na)）成功完成了隧(sui)道洞穿的(de)階(jie)段性任務。“我(wo)們再也不用(yong)(yong)購買桶裝水(shui)喝了！”隧(sui)洞貫通現場，黎巴嫩大(da)(da)貝魯特(te)供(gong)水(shui)項(xiang)目業主監理總(zong)監Philip Nassar難抑(yi)內(nei)心激動(dong)：“我(wo)們沒有見過TBM這(zhe)(zhe)樣的(de)設備(bei)，中國友(you)人在(zai)這(zhe)(zhe)里(li)幫我(wo)們解(jie)決了很(hen)多問(wen)題，項(xiang)目建好以(yi)后(hou)，可以(yi)把(ba)遠方水(shui)庫的(de)水(shui)引到市(shi)里(li)，這(zhe)(zhe)會給我(wo)們的(de)生活帶來很(hen)大(da)(da)的(de)改變(bian)！”預計(ji)到2019年，整(zheng)個引水(shui)隧(sui)洞項(xiang)目可投入使用(yong)(yong)，將基本解(jie)決貝魯特(te)用(yong)(yong)水(shui)問(wen)題，總(zong)計(ji)約160萬人口將從中受(shou)益。
隨(sui)著(zhu)日(ri)趨成熟的(de)TBM技(ji)術(shu)(shu)，中(zhong)鐵裝備(bei)TBM產品(pin)種類和應(ying)用領域(yu)也在不斷(duan)拓展(zhan)。為實現大(da)直(zhi)徑TBM領域(yu)的(de)突(tu)破(po)，中(zhong)鐵裝備(bei)的(de)創新團隊開始了長達三(san)年的(de)技(ji)術(shu)(shu)攻(gong)關(guan)(guan)，逐步攻(gong)克TBM整(zheng)機(ji)機(ji)電液(ye)集成控制技(ji)術(shu)(shu)、TBM滾刀刀圈耐磨增韌技(ji)術(shu)(shu)、長距離硬巖環境下(xia)高(gao)效掘(jue)進技(ji)術(shu)(shu)等(deng)難題。對大(da)直(zhi)徑TBM異形斷(duan)面(mian)開挖(wa)、高(gao)強(qiang)度刀盤(pan)設計制造等(deng)方面(mian)進行(xing)了儲備(bei)研究。在15米級(ji)超(chao)(chao)大(da)直(zhi)徑TBM的(de)研發道路上，突(tu)破(po)了一系(xi)列(lie)關(guan)(guan)鍵技(ji)術(shu)(shu)難題，已完全具備(bei)復雜地(di)質(zhi)條件下(xia)超(chao)(chao)大(da)直(zhi)徑TBM整(zheng)機(ji)技(ji)術(shu)(shu)和制造實力。
2017年8月(yue)1日，由中鐵裝(zhuang)備自主研制(zhi)的(de)我(wo)國(guo)(guo)(guo)最大直(zhi)徑敞開式巖石(shi)隧(sui)(sui)道(dao)掘進(jin)機(ji)(ji)（TBM）“彩云號(hao)”成(cheng)功下線，應(ying)用于亞洲第一鐵路(lu)(lu)長(chang)(chang)隧(sui)(sui)——大瑞鐵路(lu)(lu)高黎貢山(shan)隧(sui)(sui)道(dao)。設備開挖(wa)直(zhi)徑達(da)到9.03米，整機(ji)(ji)長(chang)(chang)度約為230米，整機(ji)(ji)重量約1900噸(dun)，一舉填補了(le)國(guo)(guo)(guo)內9米以上大直(zhi)徑硬巖掘進(jin)機(ji)(ji)的(de)空(kong)白，改寫了(le)我(wo)國(guo)(guo)(guo)鐵路(lu)(lu)長(chang)(chang)大隧(sui)(sui)道(dao)項目的(de)機(ji)(ji)械化施(shi)工長(chang)(chang)期(qi)受制(zhi)于人的(de)歷(li)史。
在2018年(nian)3月30日召開的2017年(nian)國(guo)家技(ji)(ji)術創新(xin)(xin)示范企業全(quan)國(guo)工(gong)業和信息化(hua)系統(tong)科技(ji)(ji)工(gong)作座(zuo)談會上，中鐵高新(xin)(xin)工(gong)業旗下的中鐵裝備榮獲(huo)“2017年(nian)國(guo)家技(ji)(ji)術創新(xin)(xin)示范企業”榮譽稱號，體現了(le)業內(nei)對中鐵裝備創新(xin)(xin)能力(li)及創新(xin)(xin)示范作用(yong)的充(chong)分肯(ken)定。目(mu)前，中鐵裝備已研制(zhi)出適應不同復(fu)雜地(di)層的巖(yan)石(shi)隧道(dao)掘(jue)進機(ji)近20臺，應用(yong)于十余個國(guo)內(nei)外(wai)隧道(dao)工(gong)程(cheng)項目(mu)。
8年時間，中(zhong)(zhong)鐵(tie)裝備(bei)完成了企業(ye)從初創(chuang)走向(xiang)技術(shu)成熟的(de)蛻(tui)變，連續6年市場占有率(lv)國(guo)(guo)內第一。如今(jin)，“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構”，中(zhong)(zhong)鐵(tie)裝備(bei)已成為中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)高端(duan)裝備(bei)制造(zao)業(ye)的(de)靚麗(li)名片。這是(shi)(shi)國(guo)(guo)產(chan)TBM最美好的(de)時代(dai)，這也是(shi)(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)制造(zao)業(ye)脫胎(tai)換骨走向(xiang)成熟時代(dai)。致力于(yu)推動鐵(tie)路施(shi)工的(de)現代(dai)化、智(zhi)能(neng)化，我國(guo)(guo)裝備(bei)制造(zao)企業(ye)在超大直徑(jing)巖石隧道掘(jue)進機（TBM）研制領域正取得一個又一個突破，新的(de)TBM時代(dai)，正穿山(shan)越嶺，向(xiang)我們走來。
【責任編輯：王莉】
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