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掘进机(TBM):穿石而过,削铁如泥,大块头功夫高

http://www.cm.hc360.com2017年08月16日09:02 来源:三湘都市报T|T

    近年来,湖南省经过自主研发、系统攻关,一大批达到甚至超过国际同类技术先进水平的产品整齐亮相。从工程机械到农业产品,从科技应用到文化创新……一直以来,为进一步实施和推动“创新引领开放崛起”战略,敢为人先的湘人、湘企在追逐行业领先、世界顶尖技术的路上从未止步。而这些惊艳了世界的创新产品,背后又有着怎样的故事?

    8月6日清晨,由中国铁建重工自主研制的全断面双护盾岩石隧道掘进机(TBM)在伊朗西南部引水隧洞工程顺利始发,这是该集团TBM首次出口海外市场并在工程领域应用。早在2014年,拥有自主知识产权的国产首台大直径全断面岩石隧道掘进机(敞开式TBM)在长沙经开区顺利下线时,就成为业内一大“爆点”。

    大直径全断面岩石隧道掘进机是集开挖、支护、出渣于一体的成套掘进设备,被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。此前,国内如有工程项目需要采购设备,不得不面对价格昂贵和采购周期长等尴尬局面。

    削铁如泥,速度奇快

    在地铁工程的建设中使用的盾构机,就是掘进机的一种。这些掘进机一边前进一边铺设支撑隧道的管片,这样的施工工法被称为“盾构”。在日常工程施工中,掘进机被形象地称为盾构机。不过,盾构机主要用于泥土、沙石等较松软的地层,而此次铁建重工自主研发的全断面岩石隧道掘进机面对的是花岗岩、凝灰岩等极为坚硬的地层。

    据介绍,此次研发的掘进机,之所以称之为“敞开式”,是因为这一设备开挖隧道时不需要铺设管片,而是集开挖、支护、出渣于一体,可以实现隧道的一次成型,主要应用于长大硬岩隧道施工。

    “可以说是削石如泥。”铁建重工掘进机研究院副院长彭正阳介绍,这台TBM采用特制滚刀,刀盘旋转之下所有岩石都难不倒它,“每月最快可以掘进1000米,而传统的打眼放炮的钻爆法每月开挖距离在100米左右。”打眼放炮的施工方法原始又有极大的危险性,采用掘进机施工则相对安全、高效。

    打破垄断,降低成本

    大直径全断面岩石隧道掘进机作为国之重器,一个多世纪以来,这一设备一直被国外垄断,在TBM下线之前,国内的工程建设需求全部依赖进口。

    1996年,第一台TBM引进中国,被用于秦岭铁路隧道的施工,这台进口TBM价格为3.8亿元,“当时我们的工资还不到一千元,我被深深震撼了。”彭正阳回忆。这些进口产品价格高昂,标准化的产品却不见得适用于中国地质,出现问题维修困难。

    2011年下半年,铁建重工与浙江大学、中南大学、天津大学,以及施工方中铁十八局携手研发国产TBM,突破了大功率、变载荷、高精度电液控制系统设计与集成技术、关键部件状态监测等核心技术。

    此外,还根据引松供水工程隧洞“长距离、大埋深、高应力、高水压、高地温、大涌水、易岩爆”等地质特点和技术难点,针对性地研发出了这台价值1.8亿元的“长春号”TBM。

  

责任编辑:陈旭

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