该盾构“软硬通吃”,适应于弯道施工、转向纠偏、滚动纠偏、改善地质条件等,直径6.3米,最大掘进速度每分钟8厘米,将用于华东城市地铁施工
本报新乡4月25日电(特约记者段宏杰)我国自主研发的首台复合式土压平衡盾构今天在河南盾构产业化基地下线。此台复合式盾构是中国中铁隧道集团承担的国家863计划的最新科研成果,填补了我国在该领域的一项空白。
据介绍,该台盾构采用自主设计,自主研发,全球采购的运作模式,坚持可靠、适用、经济、先进的设计理念,实现了从盾构关键技术到整机制造的跨越,使我国盾构制造迈入国际行列。
该台盾构的直径为6.3米,最大掘进速度为每分钟8厘米,将首先应用于华东地区城市地铁施工。该盾构“软硬通吃”,具有较强的地质适用性,在适应弯道施工、转向纠偏、滚动纠偏、改善地质条件等方面取得了明显进步。
专家认为,该台盾构实现了对国外先进技术从消化吸收到再创新,将结束我国在复杂地质环境下的隧道施工依赖国外盾构的历史,并在国产化率、降低造价等方面也达到了预期目的。
21世纪是地下空间开发的世纪。在今后相当长的时期内,国内的城市地铁、穿江越洋、铁路和公路等隧道工程将需要大量的盾构。由于复合盾构制造工艺复杂,技术附加值高,目前盾构制造核心技术为德国、法国、加拿大、日本等少数国家所垄断,且价格高昂。长期以来,国外盾构在中国盾构市场的占有率高达95%以上。
为了打破国外技术垄断局面,提升我国装备制造业的水平,国务院在加快振兴装备制造业的若干意见文件已将盾构研制列入16项重大技术装备之一。科技部于2001年将土压平衡盾构关键技术研制列入863计划自动化领域机器人技术主题,拉开了我国盾构产业化的序幕。
科技兴企是中国中铁隧道集团坚持的发展战略。早在上世纪九十年代初,他们就开始进行盾构研发,制造出插刀盾构并获得国家专利。进入新世纪,他们集中全集团在盾构、机电等相关领域的科研人员,在河南新乡建立起盾构研发中心。首先承担起铁道部盾构研发课题,2002年列入国家863计划,承担起盾构产业化的重任,同年8月在河南建立起隧道掘进机产业化基地。
中国中铁隧道集团齐心协力,攻克了一道道难题。2005年3月,他们自主研制的刀盘刀具在上海地铁二号线成功进行工业性试验,实现月平均进尺324米的佳绩。科技部领导现场观看后高兴地提出新要求:“你们的盾构能不能适用到北京呀?”
科研人员对盾构刀盘刀具重新进行设计并对焊接严格要求。2006年,中国中铁隧道集团自主研制的盾构刀盘刀具成功用于北京地铁四号线,创造了平均月进尺382米的纪录。这表明,他们在研制适合不同地层的刀盘刀具方面取得成功。
盾构研发最重要的是控制系统。2007年1月,他们面对国外技术壁垒,经过不断的探索,反复进行数据试验,成功掌握了盾构控制系统的设计。同年,他们研制出具有自主知识产权的盾构控制系统模拟检测试验平台并投入使用。这是目前国内直径最大、控制点数最多,功能最齐全的泥水盾构试验台。
他们还和浙江大学等院校、科研机构合作,自主研发了液压系统以及轴线控制模型与实时远程监控系统,在辅助控制与故障诊断方面具有特色。这些成果均已通过科技部课题组专家的鉴定并已授权了9项实用新型专利,4项发明专利,为盾构产业化打下了坚实基础。
此台复合式盾构从研发到整机制造成功历时一年多时间完成,坚持自主创新,充分利用了中国中铁隧道集团施工平台,研发与施工生产紧密结合,实现了产、学、研强强联合。我国已初步探索出了适合中国国情的盾构机制造模式,即走设计、制造、施工一体化道路。
中国中铁隧道集团具有设计、施工、科研、制造“四位一体”优势,目前有近50人从事盾构研发,400余人参加盾构制造,1000余人从事盾构施工(已成功掘进100余公里),创造了3次穿越长江、4次穿越珠江的先例,并在该领域获得3项国家科技进步奖。