逢山開路,遇水搭橋,穿山越海,奮斗不止。中國人總是勇于用智慧和汗水挑戰世界技術極限。技術不斷強大的國產大盾構機正是中國制造業向中高端躍升的一個縮影。
就在不久前,世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道的超大直徑盾構機開始掘進,引起全網贊嘆。
無數人好奇,備受全球矚目的中國國產大直徑盾構機到底有多厲害?中國盾構機如何從“零”開始,做到世界一流?近日,海報新聞記者獨家對話全國首批大直徑盾構機從業者趙大彬,揭秘這項“大國重器”崛起背后的故事。
國產超大直徑盾構機“甬舟號”。
海底開挖的“龐然大物”
“甬舟號始發!” 不久前的甬舟號始發瞬間,至今還讓中鐵十四局甬舟鐵路項目盾構經理趙大彬心情久久不能平靜。作為全國首批大直徑盾構機從業者,這一刻,趙大彬感慨萬千。
人們也許都坐過穿山穿海的地鐵或高鐵,卻極少有機會見到它們背后的龐然大物,被稱為“工程機械之王”的國產大直徑盾構機。
“我們這次的國產超大盾構機甬舟號技術很先進,它有308把特制刀具,就像盾構機的‘牙齒’,可以在挖掘隧道時將巖石和泥土咬碎?!壁w大彬說,刀盤的后方還有一個超長螺旋輸送機,經過環流系統,可以將刀盤“咬碎”的泥土持續運輸至地表。
在海底深處“轟隆隆”運行的超大盾構機,不僅有刀盤、盾體、連接橋、臺車等結構,還有技術先進的拼裝機,它可以將弧形的水泥管片像拼樂高積木一樣,一個一個地拼接起來,自動搭建出圓形隧道。
挖土、運渣、搭壁,這條“蛟龍”在海底一氣呵成。所經之處,將“鉆”出一條巨大的海底隧道。
這條隧道全長超16公里,最大埋深78米,創造世界之最。背后立下汗馬功勞的國產“甬舟號”盾構機,由中鐵十四局集團、鐵建重工集團聯合研發,全長135米,總重量4350噸,配備特制刀具,總裝達到世界一流水平。
“在拼裝、下井和開挖施工過程中,工程人員都要克服人們無法想象的各種技術難題?!壁w大彬說。
在趙大彬印象中,最難的是盾構機下井組裝。這個井口深達58米,是目前國內最深的大直徑盾構始發工作井。相較于國內其他常規項目,吊裝用時呈幾何倍數增加。
“以一個小構件為例,履帶吊從地面吊裝部件下井再到地面,用時長達1.5小時,較其他項目足足多了2-3倍?!壁w大彬說。
盾構機最大單體部件刀盤的下井,也是中國智慧的體現,重達460噸的刀盤直徑14.57米,吊裝下井時,與井壁最近距離不足2米,稍有不慎,就容易撞上井壁。
“為此,現場組裝團隊定制吊繩和卷揚機,經過7次模擬,分析刀盤吊裝周邊環境及現場布置等因素,合理設置履帶吊站位,地面作業人員和井下40余名作業人員緊密配合,實現了刀盤與主驅動的精準對接?!壁w大彬表示。
“盾構機一旦在深海中掘進,就不會后退。這也給我們的施工技術,提出了更高的要求?!壁w大彬說,施工中每一個細節都要做到完美。
“起、翻身、落”簡單的幾個動作,組裝團隊足足花費了一個上午,當刀盤與盾體精準合體的瞬間,終于松了一口氣,成功的在地下組裝起一條鋼鐵巨龍,時刻等待“穿?!敝?。
“甬舟號”的故事,僅僅是中國國產大盾構機發展的縮影。在它背后,是中國智造從零起步,一步步走向世界領先的故事。
從“零”起步
曾被嘲“異想天開”
“我們國產的大盾構機越來越厲害了!我們的施工技術也越來越強大了!”趙大彬說著,不禁想起多年前的“辛酸”往事。
事實上,如今,中國“大國工程”中的一臺臺國產超大盾構機,創造過程來之不易。
十幾年前,趙大彬是一名盾構機一線修理工,是全國首批盾構機從業人員之一,曾經參與過全國各地多項重大工程。
盾構機,全稱為“全斷面隧道掘進機”,集機、電、信息、人工智能等技術于一身,被譽為“工程機械之王”。在他的記憶中,當初用的大多是從國外進口的“洋盾構”,處處被外國人“卡脖子”。
“當年從外國進口的盾構機,修理是外國派人來。修理關鍵部位時,也不會讓我們看到整個過程。”趙大彬說,每次盾構機出現重要問題,都要等外國專家來修理。
外國專家來維修機器,時長按分鐘計算,費用高昂;保養時中方不能參與,進度無法控制……關鍵技術受制于人,就沒有話語權。
令趙大彬印象深刻的是,有一次盾構機壞了,刀盤無法轉動,那天是個周末,國外的技術人員不接電話,可工程項目每耽誤一小時都影響巨大,趙大彬他們只能干著急。最后費了九牛二虎之力,多方協調,好不容易把專家請到現場。
“怎么辦?我們自己學,自己想辦法!”趙大彬回憶,當時自己和二十多位不同專業的技術人員,日夜輪休當班,共同下功夫苦學,終于“研究”明白了相關技術。令他印象深刻的是,有一年,他們參與一個大項目,他帶隊在地下修理了三天三夜,所有工作全部由咱們中國自己的技術人員完成,沒有再用到外國技術專家。
回想當初,趙大彬說,當年大家最希望的就是,中國人能有真正屬于自己的大盾構機。
這個夢想,在趙大彬從業多年的過程中逐漸實現。
事實上,在2000年初,中國就有企業決定:造中國人自己的盾構機。只是,當時這一想法卻被嘲笑“異想天開”。
一臺盾構機有幾層樓高,幾百頭大象重,由幾萬個零部件組成,創造難度可見一斑。然而,中國人克服種種困難,終于迎來第一臺國產盾構機。
2009年,“中國中鐵1號”在天津開掘并通過專家驗收,標志著中國擁有了首臺具有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機。
自此,行業開始發力,以中鐵裝備、鐵建重工、中交天河等為代表的一批具有競爭力的盾構機制造企業,陸續成立、成長壯大。
如今,中國的國產盾構機已經達到世界一流水準,被稱為“爭氣機”。以“甬舟號”為例,這臺超大直徑盾構機由中鐵十四局集團、鐵建重工集團聯合研發,全長135米,總重量4350噸,配備特制刀具308把,總裝達到世界一流水平。
世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道全長超16公里,最大埋深78米,創造了多項世界之最。兩臺盾構機從兩端向中間掘進,最終要以不超過20毫米的誤差在海底實現對接,施工復雜程度在世界范圍內極為罕見。施工方為此研發了十多項新技術,配備了目前世界上控制精度最高的導向系統,增設了超前地質預報和超前注漿加固等專用設備。
如今,趙大彬和所在團隊不怕辛苦,攻堅克難,終于把這臺國產超大直徑盾構機甬舟號“送”入海底,迎來“蛟龍”入海,成為世界最長海底隧道的施工者。
“世界最長海底高鐵隧道開挖,也意味著中國人自主研制的國產盾構機越來越強,把關鍵核心技術掌握在自己手中?!壁w大彬說。
趙大彬說,“我們正在加快大直徑盾構機的科研攻關力度,向高端化、智能化等多個更高目標發起沖擊?!?/p>
全球“盾構機”七成“中國造”
“中國盾構機越來越強,我也非常自豪!”趙大彬說,自己有幸見證了我國盾構機從無到有的過程。
世界最長的公路螺旋隧道、世界海拔最高的高鐵隧道、世界最大直徑的單管雙層隧道……今天的中國,建成鐵路隧道和公路隧道超過5萬公里。9個中國項目成功入選“過去50年具有全球影響力的50個隧道工程”,數量最多,占比最高。
穿山越海,無堅不摧。在這背后,中國的國產盾構機功不可沒。
“如今,中國的國產盾構機已經達到世界一流水平。中國盾構機保有量約5000臺,位居世界第一。”趙大彬說,中國90%以上的地鐵隧道采用盾構法施工。
當年中國被嘲笑自主制造盾構機是“異想天開”,如今,國產盾構機已經成為令人自豪的“爭氣機”。當前,中國國產盾構機刀盤直徑尺寸不一、形狀各異,小到城市綜合管廊,大到穿江越海隧道,都能滿足施工需求。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,如今在全球市場占比達70%。
以趙大彬為代表的,全國最早從事盾構行業的一大批年輕人,也有幸成為中國盾構機發展的見證者。
“在技術創新方面,國內盾構機制造商通過持續的研發和改進,已經推出了一系列具有自主知識產權的盾構機產品。這些產品不僅性能穩定、質量可靠,而且能夠適應各種復雜的地質條件和施工環境。同時,國內盾構機在智能化、自動化方面也取得了重要進展,提高了施工效率和安全性。”山東交通學院工程機械學院教師高禹表示。
高禹表示,在應用領域方面,中國國產盾構機已經廣泛應用于多個領域,并且在海外市場上也取得了良好的業績。這表明中國國內盾構機技術已經具備了與國際先進水平競爭的實力。
“我們國家隧道工程體量大、分布廣、穿山越海、地質復雜多變、過程中不斷創新, 積累豐富經驗,這些讓我們的盾構機在國際競爭中具有非常強的優勢,能夠解決各類難題,定制各類特殊功能,所以中國盾構設備施工能夠在全世界都受到信任和歡迎?!敝需F十四局甬舟鐵路項目指揮長胡浩在接受媒體采訪時表示。
能轉彎,會爬坡,耐極寒……如今,“中國盾構”正成為世界上響當當的“中國品牌”。
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