國產盾構機從無到有、從有到優
大國重器筑通途
“領航號”盾構機圖解
“領航號”是我國自主研制的超大直徑盾構機,為穿越長江量身定制。其直徑15.4米,約5層樓高,長約128米,重約4000噸,將在最深89米的水下獨頭掘進11.325千米,是獨頭掘進距離最長、直徑最大、穿越長江水下最深的“鋼鐵巨龍”。
“領航號”配置隧道智能建造系統,擁有智能分析、自主判斷的“超級大腦”,搭載智能掘進、智能拼裝、超前地質預報等創新技術,以“有人值守、無人操作”方式掘進。
“啃”岩石 鑽山體
硬岩掘進機,集掘進、支護、出渣、運輸於一體,主要應用於長距離、大埋深的山嶺硬岩隧道施工。
4月23日,採用中國設計、中國標准的全球最大直徑硬岩掘進機“高加索號”順利完成格魯吉亞南北走廊KK公路古多裡隧道掘進任務,助力“一帶一路”建設。
能爬坡 挖斜井
斜井硬岩掘進機,具備自主爬坡能力,安全性好、掘進效率高,主要用於抽水蓄能斜井隧洞施工。
2023年12月14日,全球首台能爬陡坡的大直徑硬岩掘進機“永寧號”完成一期任務,挖出一條長900多米,垂直落差達550米的斜井。
小轉彎 挖弧線
傳統盾構機隻能直線前進,不能后退或轉彎。2019年,我國建造的全球首台緊湊型超小轉彎硬岩掘進機下線,轉彎半徑隻有30米,可轉彎180度左右。2022年,“北山1號”掘進機下線,水平轉彎半徑200米,還可向上380米曲線半徑螺旋式掘進。
遁地行 拓空間
土壓平衡盾構機,一般用於軟土地質,城市地鐵用盾構機多為此類。中國已建成地鐵裡程8543公裡,90%以上採用盾構法施工。
挖地鐵、管廊、通道、車庫﹔穿城區、機場、管線、車站……“鋼鐵穿山甲”助力城市地下空間開發。
穿江海 暢通途
泥水平衡盾構機,一般應用於水土壓力較大、地表沉降要求高的隧道。山東濟南黃河濟濼路隧道,萬裡黃河第一隧,上面跑汽車、下面跑地鐵﹔重慶長江隧道,第一條穿越長江的高鐵盾構隧道﹔湛江灣海底隧道,既“穿海”又“越城”……
向下走 挖豎井
豎井掘進機,一改盾構機水平前進的形態,可垂直向下挖掘,大幅提升豎井施工的安全性,已用於礦山、水利、通風井等豎井作業。
2023年11月18日,全球最大直徑豎井掘進機“夢想號”完成上海靜安地下智慧車庫項目首座超深豎井施工任務。
盾構機,被譽為“工程機械之王”。我國90%以上地鐵隧道,以及穿越大江大河的隧道大都採用盾構法施工,盾構機是挖掘地下空間、暢通路途的最佳幫手。
“大臉盤”,長滿“鐵齒鋼牙”,專門“啃”硬岩、“吞”沙土﹔身披鋼鐵盔甲,外可抵擋壓力、防止坍塌,內可由螺旋輸送機將渣土運出。施工過程中,盾構機每掘進一段距離,便停下“歇歇”,用預制好的混凝土管片拼裝隧道。這樣,隧洞一挖完,隧道也隨之建好。
作為國之重器,盾構機涉及地質、機械、力學、電氣、控制、測量等多學科技術,有2萬多個零部件,是衡量一個國家地下施工裝備制造水平的重要標志。
我國盾構機曾長期依靠進口。本世紀初,我國開始盾構機自主研發,走出一條從無到有、從有到優的發展之路。中國盾構機憑借創新技術、過硬質量及高品質服務開拓國際市場,如今在全球市場佔比達70%。
當前,國產盾構機刀盤直徑已實現0.5米到15米全覆蓋,尺寸不一、形狀各異,可水平、斜向、豎向、轉彎掘進,小到城市綜合管廊,大到穿江越海隧道,都能滿足施工需求。
文字採寫:本報記者 李心萍
《 人民日報 》( 2024年05月22日 08 版)
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