文章來(lai)源(yuan)：證(zheng)券日報 發布時間：2022-05-27
“上(shang)(shang)天有(you)神舟，下(xia)海有(you)蛟龍，入地有(you)盾構。”被形象地稱(cheng)之(zhi)為工程上(shang)(shang)“穿山甲”的(de)盾構機(ji)，此前(qian)受(shou)制造(zao)工藝復(fu)雜、設計理論(lun)不(bu)成熟等(deng)諸多原因所致(zhi)，在很(hen)長一(yi)(yi)段時間上(shang)(shang)我國完全依賴進口(kou)，但(dan)隨(sui)著2019年底中鐵(tie)工程裝備集團(tuan)有(you)限公(gong)司（以下(xia)簡稱(cheng)：中鐵(tie)裝備）研發的(de)兩臺大直徑(jing)土壓平衡盾構機(ji)反(fan)向出口(kou)至(zhi)這一(yi)(yi)大國重器(qi)發源(yuan)地法國，不(bu)僅標志著國產盾構機(ji)實(shi)現彎道超車，還成為中國高端智能制造(zao)裝備“走(zou)出去”的(de)又(you)一(yi)(yi)張(zhang)新“名片”。
近日，《證券日報》記(ji)者隨國(guo)(guo)資委來到“三個轉變”重要指示發源地的(de)中(zhong)(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)調研采訪(fang)期(qi)間，全國(guo)(guo)人大代(dai)表、中(zhong)(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)副總經理王杜娟(juan)在接受(shou)記(ji)者采訪(fang)時表示，目前，中(zhong)(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)已(yi)研發了一批具有(you)開(kai)創性、奠(dian)基性和(he)戰略性的(de)國(guo)(guo)內(nei)首臺或世界首臺產品，擁有(you)國(guo)(guo)際(ji)領先的(de)技術地位，特(te)別(bie)是超大斷(duan)面矩形(xing)盾構、馬蹄形(xing)盾構設計制造技術。
作(zuo)為隧(sui)道施工最核心設備之一(yi)，在鄭州地(di)鐵7號線的智慧工地(di)展廳中(zhong)，赫然擺放(fang)的便是(shi)一(yi)臺數米長(chang)的盾(dun)構(gou)機(ji)模型。經(jing)由現場的工作(zuo)人員向記者演示，盾(dun)構(gou)機(ji)的工作(zuo)原理簡單(dan)概括就(jiu)是(shi)用(yong)(yong)頂端(duan)刀盤切削石(shi)塊、土層，再用(yong)(yong)螺(luo)旋機(ji)將巖(yan)石(shi)碎屑、泥(ni)土等抽出至皮帶(dai)上運至后(hou)方，緊接著組裝(zhuang)好(hao)事先制作(zuo)好(hao)的管(guan)片，用(yong)(yong)以(yi)支撐(cheng)隧(sui)道防止(zhi)坍塌。
雖然道理(li)簡(jian)單，在實(shi)際應用中，因地(di)質及地(di)層構造的復雜性和(he)不可預知性，給盾構機(ji)的“摸(mo)黑”前進增加了極大的施(shi)工難(nan)度和(he)危險(xian)。
中(zhong)鐵(tie)裝備黨委副書(shu)記張占成(cheng)舉例稱，在山嶺隧道(dao)掘進中(zhong)，盡(jin)管前期為了確(que)定(ding)隧道(dao)路線會做一份初步的地(di)質勘探，但受地(di)層的復雜變化影(ying)響，在實際掘進過程中(zhong)，偶爾也(ye)會不可避免(mian)地(di)要進行(xing)“繞路”。
“所以(yi)在(zai)這個(ge)時(shi)候，就更加迫切地需要(yao)通過刀盤來獲知前方的(de)地質情況(kuang)。”王杜娟如是說。
在此背景下，據中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備智(zhi)能(neng)院(yuan)副(fu)院(yuan)長荊(jing)留杰介紹，經過協同攻關，中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備攻克了(le)TBM（全斷面硬巖(yan)隧(sui)道掘(jue)進(jin)機(ji)(ji)）施工過程(cheng)中(zhong)“巖(yan)體實時感知難”“TBM掘(jue)進(jin)精(jing)確控制難”兩大(da)難題，研發了(le)TBM-SMART智(zhi)能(neng)掘(jue)進(jin)系統(tong)。該(gai)系統(tong)可幫(bang)助主司(si)機(ji)(ji)輕松掌握前方的巖(yan)體情況，實時監測設(she)備卡機(ji)(ji)風險，同時提供最佳操作建議(yi)，將(jiang)“摸黑(hei)”掘(jue)進(jin)變成(cheng) “透明”掘(jue)進(jin)、“智(zhi)慧(hui)”掘(jue)進(jin)。
以山(shan)東文登(deng)抽水蓄能電(dian)站工程(cheng)為例，TBM-SMART系統已搭載到由(you)中(zhong)鐵裝(zhuang)備(bei)集團自主(zhu)研(yan)制的世界(jie)首臺超小轉彎半徑硬巖(yan)掘(jue)(jue)(jue)進(jin)機(ji)——“文登(deng)號”上，在施工過程(cheng)中(zhong)，巖(yan)體參(can)數預(yu)測準(zhun)確度平均達88.9%，成功預(yu)警卡機(ji)風險5次，實(shi)現了直線(xian)段最高(gao)日進(jin)尺20.548米(mi)，曲(qu)線(xian)段最高(gao)日進(jin)尺11.165米(mi)施工記錄(lu)，相比同類產品(pin)掘(jue)(jue)(jue)進(jin)效率提(ti)升30%，保(bao)障了TBM安全、高(gao)效掘(jue)(jue)(jue)進(jin)。
王杜娟透露，在(zai)掘進機的產品智能化(hua)方(fang)面，目(mu)前中國企業與國際(ji)巨頭已經處(chu)于(yu)“并跑(pao)”階段，甚(shen)至(zhi)個別技術(shu)上做(zuo)到領先。如TBM-SMART2.0已經在(zai)好幾個項目(mu)上得到應(ying)用(yong)，但國際(ji)同行中還沒(mei)有應(ying)用(yong)案(an)例。
值得(de)一提的(de)是，除了致力于解決盾構(gou)機(ji)的(de)邊掘邊探外，中鐵裝備還借力5G技術，以助力盾構(gou)機(ji)的(de)智能掘進。
以鄭州(zhou)地鐵三號線司莊站(zhan)-南曹站(zhan)區間(jian)為(wei)例(li)，記者在(zai)走訪期間(jian)了(le)(le)(le)解到，中鐵裝備聯手鄭州(zhou)移動，已(yi)將5G技術應用于盾構(gou)機傳感(gan)器信息收集、人機定位、人員(yuan)管(guan)理和(he)行(xing)(xing)為(wei)分析等多個(ge)方(fang)面(mian)，實現(xian)了(le)(le)(le)對設備運行(xing)(xing)、人員(yuan)管(guan)理、施(shi)工(gong)環(huan)境(jing)的實時監控。據(ju)相關(guan)負(fu)責人介紹，這不但提升了(le)(le)(le)盾構(gou)機設備的運行(xing)(xing)效率、降低了(le)(le)(le)運營和(he)管(guan)理成本，同時也保證了(le)(le)(le)施(shi)工(gong)現(xian)場的安全。據(ju)悉，該項(xiang)目(mu)區間(jian)已(yi)成為(wei)世界首個(ge)5G技術保障下(xia)盾構(gou)法掘進地鐵隧道項(xiang)目(mu)的貫通(tong)。
王杜娟告訴(su)記者，對(dui)中鐵(tie)裝備來(lai)說，實現中國“智(zhi)(zhi)造”，一方面是改變(bian)傳統的(de)生產方式，即加快向數字化、網絡化、智(zhi)(zhi)能化方向發(fa)展；另(ling)一方面，則是產品本身的(de)改變(bian)，即通過互聯網、大數據、人工智(zhi)(zhi)能等現代(dai)信息技術的(de)輔助，用(yong)數字化為盾構技術賦能，讓無人值(zhi)守、智(zhi)(zhi)能掘進成(cheng)為現實。
數據顯示，截至目(mu)前，中鐵裝備的盾(dun)構產品(pin)累計訂單超過1200臺，產品(pin)遠(yuan)銷25個國家和地區(qu)，市場(chang)占(zhan)有率(lv)連(lian)續9年中國第(di)一(yi)，產銷量連(lian)續4年世界(jie)第(di)一(yi)，成為我國起步最早、擁有專利技術和標準最多、產品(pin)門(men)類最全、市場(chang)占(zhan)有率(lv)最高(gao)、出口國家最多的盾(dun)構行業(ye)領軍企(qi)業(ye)。
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