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“中国智造”盾构天下 掘进领域显神威

http://www.cm.hc360.com2013年01月22日09:04 来源:慧聪工程机械网作者:小熊T|T

    2013年1月18日,根据《国家科学技术奖励条例》的规定,经国家科学技术奖励评审委员会评审、国家科学技术奖励委员会审定和科技部审核,国务院批准并报请国家主席胡锦涛签署,授予郑哲敏院士、王小谟院士2012年度国家最高科学技术奖。在与国务院同时批准的其它奖项中,我们惊喜的看到关于工程机械技术的影子,那就是“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”等22项成果被授予国家科学技术进步奖一等奖。

盾构机

盾构机

    说到“盾构”,或许大多数人在日常生活中都接触不到这项技术和相关的装备,然而随着中国城镇化水平的不断提升,尤其是在北上广这样的超大型城市和各省的省会城市,“盾构技术与装备”已经被广泛应用,大城市中的地下交通隧道、铁路、公路穿过的大山隧道就是由盾构机完成框架的,因此“盾构”这项技术及装备与人们的生活还是密切相关的。

    这里我们有必要简单介绍一下盾构技术及盾构机,便于大家深入理解本次盾构装备技术获奖的意义所在。盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。盾构机从归属范畴上说属于掘进领域,它是一种隧道掘进的专用工程机械。它集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。

2012上海宝马展上展出的盾构机工作场景模型

2012上海宝马展上展出的盾构机工作场景模型

    因为在进行隧洞施工时,盾构机具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降等优点,所以盾构机已经被广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

    二十多年前,盾构的概念和装备还没有进入中国,我们的隧道施工依然是沿用多年的手镐、钢钎、炸药、小火车运土的方法。之后,盾构机这种隧道工程机械被引入中国。无论是在山间、江底,还是在城市地下,它就像一辆在黑暗中开路的“火车”,头顶直径五六米的大刀盘,削吞土石,又缓缓吐送到身后的传送带上,同时,一块块拱形预制件被转举到需要的位置,拼接成坚固的隧道拱圈,隧道掘进、排土、衬砌一次成型。

    不过,那时我国的隧道掘进领域的装备基本上是“洋盾构”的天下。当时,一台进口的普通直径6.3米地铁盾构机的价格是6000万人民币,德国、美国、日本等少数跨国公司掌握着盾构的核心技术,赚取高额的利润,而中国的企业只是担当了“施工队”与“加工装配队”的角色。回忆当时的那种状况,浙江大学流体动力及机电系统国家重点实验室杨华勇教授无奈地说“为什么这么贵?因为我们自己没有盾构机的核心技术。”

    看到“洋盾构”独掌天下的危局,中国各领域的有识之士开始在“盾构掘进领域”发力。

    以浙江大学杨华勇教授为首的科研团队从研究洋盾构机入手,不断地深入研发盾构的核心技术。2002年,国家“863”计划机器人主题,更是启动了对盾构项目的支持。2004年,浙大研制出了具有自主知识产权的电液驱动和控制系统,这是盾构的“心脏”。在当时上海的地铁施工中,“中国造”战胜了洋盾构。2009年,天津地铁3号线施工,中铁隧道集团研制的“中国中铁一号”国内第一台复合式盾构经受住了严峻的考验,实时检测结果表明,局部地表变形小于2毫米,地面建筑完好无损。

  

责任编辑:任立

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