技術夠自信+設計人性化 中鐵裝備讓盾構機成為“河南名片”

在盾構機上喝咖啡?這并不是異想天開，而是中國工程師技術自信的體現。

盾構機是現代化基礎設施建設中重要的重型裝備，在隧道等施工中可以發揮重要作用。但長期以來，盾構機技術被國外壟斷，國內許多重要工程需要高價從國外進口盾構機。

直至2008年，中國首臺具有自主知識產權的復合式盾構機在河南下線。而后，中國盾構機進入從無到有、從有到強的發展快車道，盾構機也成了河南的一張“名片”。

2016年，他們研發出了世界首臺馬蹄形盾構機，獲得了國際隧道領域的最高獎項，也被評為河南十大科技創新成果。

打破壟斷，造出第一臺國產盾構機

“加壓測試，好，停……”2022年9月15日，中鐵工程裝備集團有限公司(簡稱“中鐵裝備”)的車間里，工作人員一邊與同事協作，一邊與海外客戶進行視頻通話。這是即將出口到土耳其的盾構機，因為疫情原因，技術人員正在通過視頻方式給對方展示機器性能，進行線上驗收。

盾構機是一種先進的地下隧道施工設備，學名叫全斷面隧道掘進機。它可在不影響地面狀況的條件下作業，大大提高了施工效率并降低了施工成本。此前，其核心技術長期被德國、法國、加拿大、日本等少數國家壟斷，且價格高昂。2008年，中鐵裝備聯合國內高校、業內專家經過6年不懈創新研發，成功研制出中國首臺具有自主知識產權的復合式盾構機，填補了我國在該領域的一項空白。此后，中鐵裝備的盾構機不僅在國內各大工程中發揮了巨大作用，還出口到韓國、法國、意大利、以色列等國。數據顯示，到2021年底，中鐵裝備盾構機產銷量已連續5年世界第一。

世界之最的盾構機，攻克多個難題

從無到有、從有到精，國內盾構機產業踏上了研發的快車道。2016年底，中鐵裝備成功研發了世界首臺馬蹄形盾構機——蒙華號，填補了世界馬蹄形盾構機的空白。這個家伙，最近還入選了河南十大科技創新成果。

為啥要研發馬蹄形盾構機?因為鐵路、多車道公路、雙線地鐵等隧道的橫切面其實就是一個馬蹄形(即上面圓，下面寬大扁平)。相比傳統圓形盾構機，馬蹄形盾構機施工完畢后，隧道底面平整，不用二次回填，隧道空間利用率提升15%。相比傳統施工法，施工效率提升5倍。

從圓形變換為馬蹄形，看似簡單，其中要克服諸多技術難題，并且這屬于世界空白領域。此外，由于馬蹄形盾構機形狀特殊，相較以往圓形盾構機只需保持掘進中軸線不偏移來說，還需要保證不發生“旋轉”偏移。最終，科研人員實現了讓1300噸的大家伙的作業誤差在±10mm之內。

“攻關期間，加班到11點是家常便飯，有時候白天一直沒想明白的技術難題，晚上睡覺前還會一直想，突然有靈感了，就趕緊起來記下來。”參與馬蹄形盾構機研發的中鐵裝備掘進機研究院特種裝備分院工程師董艷萍說。

人性化設計盾構機上還能喝咖啡

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，在馬蹄形盾構機開挖時，工人不僅可以坐在空調間里操作盾構機，甚至還能從容地喝著“盾構咖啡”。

“在隧道中作業，工程技術人員壓力大，因此我們在馬蹄形盾構機上為他們留出了休息平臺，打造了‘盾構咖啡’文化。他們在這里可以喝咖啡、看圖紙，在更輕松的環境下討論技術問題。”掘進機研究院院長賀飛向頂端新聞·河南商報記者介紹。

頂端新聞·河南商報記者在視頻資料上看到，馬蹄形盾構機的后部約3層樓的位置有一個開放平臺，擺著幾張桌子，平臺頂部是已經鋪設好的管片。這里就是工程人員體驗“盾構咖啡”的地方。這些看似不起眼的小細節，都展現著我國盾構技術的巨大進步和自信。

2018年度國際隧道協會(ITA)工程獎項揭曉，由中鐵裝備自主研制的世界首臺馬蹄形盾構機施工的白城隧道榮獲“國際隧道協會2018年度技術創新項目獎”。

國際隧道協會(ITA)成立于1974年，總部設在瑞士洛桑，是世界上具有影響力的學術組織之一。從2015年開始，ITA每年組織一次國際杰出工程和技術評選活動。這個獎項是國際隧道界最高獎，也被譽為隧道裝備領域的奧斯卡獎。

目標

將努力擴展應用場景提升產品智能化

在國內，行業內將用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構機，將用于巖石等硬地層的稱為TBM(硬巖掘進機)。中鐵裝備不僅在盾構機領域處于行業領先地位，在TBM領域也在不斷突破。

“以前我們是站在巨人的肩膀上，如今我們已經進入了局部技術研發‘無人區’。”賀飛說。2022年8月，國內首臺大傾角斜井TBM“中鐵1158號”在中鐵裝備順利下線。這是國內首臺大傾角(39度向上)斜井TBM，也是應用于39度及以上坡度的世界最大直徑TBM(直徑7.23米)。它將應用于河南省裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網新源河南洛寧抽水蓄能電站引水斜井工程，填補相關施工建設領域的技術空白，為推動抽水蓄能電站工程建設模式轉型升級注入新動力。

中鐵裝備設計研發團隊歷時兩年時間進行設計研發，對上百個風險源進行排查，對32個系統作了重大調整及重新設計，首次搭載可有效防止千噸級設備下溜的雙重防溜車(ABS)、尾部自動安全門、大傾角有軌物料運輸等創新技術。

在賀飛看來，未來隧道掘進機領域將朝向擴展應用場景、提升產品智能化、提升應對極端環境能力、核心部件國產化、設備體型兩極化等方向發展。(頂端新聞·河南商報首席記者郭丁然/文受訪者供圖)

標簽： 在盾構機上喝咖啡 中鐵裝備 河南名片 設計人性化

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