在中國鐵建重工車間,工人們正在組裝全斷面硬岩隧道掘進機,這種機器集開挖、支護、出渣於一體,可以實現隧道的一次成型。曾詩怡 攝
  紅網長沙縣站12月30日訊(星沙時報記者 陳琳玲)12月27日,擁有自主知識產權的國產首臺大直徑全斷面硬岩隧道掘進機(敞開式TBM)在位於長沙經開區中國鐵建重工順利下線,即將服務吉林省中部城市引松供水工程。它的成功研製打破了國外長期壟斷,填補了我國大直徑全斷面硬岩隧道掘進機研製的空白。
   削石如泥的掘進機之王
  鐵建重工的名字一直以來和地鐵建設形影不離,地鐵建設中使用的盾構機就是掘進機的一種,這些掘進機一邊前進一邊鋪設支撐隧道的管片,這樣的施工工法被稱為“盾構”,所以這些掘進機被形象地稱為盾構機,但是盾構機主要用於泥土、沙石等比較鬆軟的地層。
  而此次下線的全斷面硬岩隧道掘進機面對的是花崗岩、凝灰岩等極為堅硬的地層,稱作“敞開式”則是因為開挖隧道時不需要鋪設管片。由於全斷面硬岩掘進機集開挖、支護、出渣於一體,可以實現隧道的一次成型,它常用於長大硬岩隧道施工,又因其對設備的可靠性和長壽命要求極高,它被稱為工程機械的“航空母艦”和“掘進機之王”。
  “可以說是削石如泥。”鐵建重工掘進機研究院副院長彭正陽介紹,這台TBM採用特製滾刀,刀盤旋轉之下所有岩石都難不倒它,“每月最快可以掘進1000米,而傳統的打眼放炮的鑽爆法每月開挖距離在100米左右。”打眼放炮的施工方法原始又有極大的危險性,採用掘進機施工則可以把這種高強度、高風險的隧道作業變的相對安全、高效。
  幾代人夢想 打破國外壟斷
  大直徑全斷面硬岩隧道掘進機作為國之重器,一個多世紀以來,一直被國外壟斷,目前國內的TBM全部依賴進口。
  1996年,第一臺TBM引進中國,被用於秦嶺鐵路隧道的施工,這台進口TBM價格為3.8億元,“當時我們的工資還不到一千元,我被深深震撼了。”彭正陽回憶。他介紹,目前國內有幾十臺的TBM在水利、公路、鐵路施工,全為進口產品。這些進口產品價格高昂,標準化的產品卻不見得適用於中國地質,出現問題維修困難。
  2011年下半年,鐵建重工與浙江大學、中南大學、天津大學,以及施工方中鐵十八局攜手研發國產TBM,突破了大功率、變載荷、高精度電液控制系統設計與集成技術、關鍵部件狀態監測等核心技術。並根據引松供水工程隧洞 “長距離、大埋深、高應力、高水壓、高地溫、大涌水、易岩爆”等地質特點和技術難點,針對性地研發出了這台價值1.8億元的“長春號”。
  國外產品應聲降5000萬
  “長春號”開挖直徑7.93米,總長180米,總重1500噸,施工壽命達30公里。中國工程院王夢恕院士評價,“一般這種盾構機的壽命是20公里,就是說掘進20公里以後才可以換一些部件,現在鐵建重工的設備能達到30公里。”
  吉林引松供水工程將在明年3月正式開挖,鐵建重工大直徑TBM負責開挖的標段共計23公里。事實上,該工程的三個標段中就有來自國外的TBM。在項目初期招標階段,該公司產品報價比鐵建重工產品高出一億元,但是當鐵建重工用國產TBM參與招標後,該公司將產品報價直接降低了5000萬元。
  國內對TBM的市場需求巨大,市場極為廣闊,中水北方勘測設計研究有限公司副總工程師章躍預測,國內未來幾年擬建設的水工隧洞總長將超過1000km,其中包括臺灣海峽隧道、南水北調工程、滇中引水工程等。  (原標題:首台國產大直徑全斷面硬岩隧道掘進機長沙下線)
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