在盾構(gòu)機(jī)上喝咖啡?這并不是異想天開，而是中國(guó)工程師技術(shù)自信的體現(xiàn)。
盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的重型裝備，在隧道等施工中可以發(fā)揮重要作用。但長(zhǎng)期以來，盾構(gòu)機(jī)技術(shù)被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)許多重要工程需要高價(jià)從國(guó)外進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)。
直至2008年，中國(guó)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)在河南下線。而后，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入從無到有、從有到強(qiáng)的發(fā)展快車道，盾構(gòu)機(jī)也成了河南的一張“名片”。
2016年，他們研發(fā)出了世界首臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)，獲得了國(guó)際隧道領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，也被評(píng)為河南十大科技創(chuàng)新成果。
打破壟斷，造出第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)
“加壓測(cè)試，好，停……”2022年9月15日，中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱“中鐵裝備”)的車間里，工作人員一邊與同事協(xié)作，一邊與海外客戶進(jìn)行視頻通話。這是即將出口到土耳其的盾構(gòu)機(jī)，因?yàn)橐咔樵颍夹g(shù)人員正在通過視頻方式給對(duì)方展示機(jī)器性能，進(jìn)行線上驗(yàn)收。
盾構(gòu)機(jī)是一種先進(jìn)的地下隧道施工設(shè)備，學(xué)名叫全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)。它可在不影響地面狀況的條件下作業(yè)，大大提高了施工效率并降低了施工成本。此前，其核心技術(shù)長(zhǎng)期被德國(guó)、法國(guó)、加拿大、日本等少數(shù)國(guó)家壟斷，且價(jià)格高昂。2008年，中鐵裝備聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校、業(yè)內(nèi)專家經(jīng)過6年不懈創(chuàng)新研發(fā)，成功研制出中國(guó)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的一項(xiàng)空白。此后，中鐵裝備的盾構(gòu)機(jī)不僅在國(guó)內(nèi)各大工程中發(fā)揮了巨大作用，還出口到韓國(guó)、法國(guó)、意大利、以色列等國(guó)。數(shù)據(jù)顯示，到2021年底，中鐵裝備盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)銷量已連續(xù)5年世界第一。
世界之最的盾構(gòu)機(jī)，攻克多個(gè)難題
從無到有、從有到精，國(guó)內(nèi)盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)踏上了研發(fā)的快車道。2016年底，中鐵裝備成功研發(fā)了世界首臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)——蒙華號(hào)，填補(bǔ)了世界馬蹄形盾構(gòu)機(jī)的空白。這個(gè)家伙，最近還入選了河南十大科技創(chuàng)新成果。
為啥要研發(fā)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)?因?yàn)殍F路、多車道公路、雙線地鐵等隧道的橫切面其實(shí)就是一個(gè)馬蹄形(即上面圓，下面寬大扁平)。相比傳統(tǒng)圓形盾構(gòu)機(jī)，馬蹄形盾構(gòu)機(jī)施工完畢后，隧道底面平整，不用二次回填，隧道空間利用率提升15%。相比傳統(tǒng)施工法，施工效率提升5倍。
從圓形變換為馬蹄形，看似簡(jiǎn)單，其中要克服諸多技術(shù)難題，并且這屬于世界空白領(lǐng)域。此外，由于馬蹄形盾構(gòu)機(jī)形狀特殊，相較以往圓形盾構(gòu)機(jī)只需保持掘進(jìn)中軸線不偏移來說，還需要保證不發(fā)生“旋轉(zhuǎn)”偏移。最終，科研人員實(shí)現(xiàn)了讓1300噸的大家伙的作業(yè)誤差在±10mm之內(nèi)。
“攻關(guān)期間，加班到11點(diǎn)是家常便飯，有時(shí)候白天一直沒想明白的技術(shù)難題，晚上睡覺前還會(huì)一直想，突然有靈感了，就趕緊起來記下來。”參與馬蹄形盾構(gòu)機(jī)研發(fā)的中鐵裝備掘進(jìn)機(jī)研究院特種裝備分院工程師董艷萍說。
人性化設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)上還能喝咖啡
在大部分人的印象中，山嶺隧道施工肯定噪音刺耳、粉塵充斥、氣味熏鼻，甚至還夾雜著爆破的火藥味。
然而，在馬蹄形盾構(gòu)機(jī)開挖時(shí)，工人不僅可以坐在空調(diào)間里操作盾構(gòu)機(jī)，甚至還能從容地喝著“盾構(gòu)咖啡”。
“在隧道中作業(yè)，工程技術(shù)人員壓力大，因此我們?cè)隈R蹄形盾構(gòu)機(jī)上為他們留出了休息平臺(tái)，打造了‘盾構(gòu)咖啡’文化。他們?cè)谶@里可以喝咖啡、看圖紙，在更輕松的環(huán)境下討論技術(shù)問題。”掘進(jìn)機(jī)研究院院長(zhǎng)賀飛向頂端新聞·河南商報(bào)記者介紹。
頂端新聞·河南商報(bào)記者在視頻資料上看到，馬蹄形盾構(gòu)機(jī)的后部約3層樓的位置有一個(gè)開放平臺(tái)，擺著幾張桌子，平臺(tái)頂部是已經(jīng)鋪設(shè)好的管片。這里就是工程人員體驗(yàn)“盾構(gòu)咖啡”的地方。這些看似不起眼的小細(xì)節(jié)，都展現(xiàn)著我國(guó)盾構(gòu)技術(shù)的巨大進(jìn)步和自信。
2018年度國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)工程獎(jiǎng)項(xiàng)揭曉，由中鐵裝備自主研制的世界首臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)施工的白城隧道榮獲“國(guó)際隧道協(xié)會(huì)2018年度技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目獎(jiǎng)”。
國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)成立于1974年，總部設(shè)在瑞士洛桑，是世界上具有影響力的學(xué)術(shù)組織之一。從2015年開始，ITA每年組織一次國(guó)際杰出工程和技術(shù)評(píng)選活動(dòng)。這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是國(guó)際隧道界最高獎(jiǎng)，也被譽(yù)為隧道裝備領(lǐng)域的奧斯卡獎(jiǎng)。
目標(biāo)
將努力擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景提升產(chǎn)品智能化
在國(guó)內(nèi)，行業(yè)內(nèi)將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為盾構(gòu)機(jī)，將用于巖石等硬地層的稱為TBM(硬巖掘進(jìn)機(jī))。中鐵裝備不僅在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位，在TBM領(lǐng)域也在不斷突破。
“以前我們是站在巨人的肩膀上，如今我們已經(jīng)進(jìn)入了局部技術(shù)研發(fā)‘無人區(qū)’。”賀飛說。2022年8月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)大傾角斜井TBM“中鐵1158號(hào)”在中鐵裝備順利下線。這是國(guó)內(nèi)首臺(tái)大傾角(39度向上)斜井TBM，也是應(yīng)用于39度及以上坡度的世界最大直徑TBM(直徑7.23米)。它將應(yīng)用于河南省裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——國(guó)網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站引水斜井工程，填補(bǔ)相關(guān)施工建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)空白，為推動(dòng)抽水蓄能電站工程建設(shè)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)注入新動(dòng)力。
中鐵裝備設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)兩年時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，對(duì)上百個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行排查，對(duì)32個(gè)系統(tǒng)作了重大調(diào)整及重新設(shè)計(jì)，首次搭載可有效防止千噸級(jí)設(shè)備下溜的雙重防溜車(ABS)、尾部自動(dòng)安全門、大傾角有軌物料運(yùn)輸?shù)葎?chuàng)新技術(shù)。
在賀飛看來，未來隧道掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域?qū)⒊驍U(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景、提升產(chǎn)品智能化、提升應(yīng)對(duì)極端環(huán)境能力、核心部件國(guó)產(chǎn)化、設(shè)備體型兩極化等方向發(fā)展。(頂端新聞·河南商報(bào)首席記者郭丁然/文受訪者供圖)
標(biāo)簽： 在盾構(gòu)機(jī)上喝咖啡 中鐵裝備 河南名片 設(shè)計(jì)人性化
