中國鐵建：他們讓國產(chǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)綻放青春魔力
文章來源：中國鐵道建筑有限公司 發(fā)布時間：2018-01-26
2017年8月，一條“鋼鐵巨龍”在吉林引松工程引水隧洞成功穿越，這是我國自主研制的國產(chǎn)首臺大直徑巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM），從孕育誕生打破國外壟斷，到成功應(yīng)用創(chuàng)造掘進(jìn)佳績，它綻放出國產(chǎn)施工利器傲人的光芒。
正在掘進(jìn)作業(yè)的TBM
龍斌、暨智勇、蘇翠俠、李深遠(yuǎn)、侯昆洲、張明明、陽旭、劉華、劉興、歐佳軍、黃強(qiáng)……鐵建重工掘進(jìn)機(jī)研究設(shè)計院工程師，如果沒有更多的旁白，很難想象這群年輕的80后正是這一光芒的創(chuàng)造者。
還記得5年前，他們有的剛離開“象牙塔”步入職場，有的已在國產(chǎn)利器的研發(fā)上小試身手。和他們一樣“稚嫩”的是，當(dāng)時我國TBM自主技術(shù)和國產(chǎn)產(chǎn)品還是一片空白，大直徑TBM關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用“863”課題剛在國家科技部立項。
如今，他們以“863”課題國產(chǎn)首臺大直徑TBM為創(chuàng)新引擎，相繼攻克了單護(hù)盾式、雙護(hù)盾式及雙模式等多種類型TBM，推動國產(chǎn)TBM產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平、市場份額實現(xiàn)后來居上的驚人蝶變。
這么大的變化，源自青春的活力和創(chuàng)新的動力。
全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)分為盾構(gòu)機(jī)和TBM兩大類，其中TBM主要應(yīng)用于巖石隧道工程。與盾構(gòu)機(jī)相比，TBM具有技術(shù)工藝更復(fù)雜、應(yīng)用工況更惡劣、產(chǎn)品附加值更高等特點，是當(dāng)前最先進(jìn)的大型隧道施工成套裝備。
“20世紀(jì)90年代初，我國首次在西康鐵路秦嶺隧道中采用TBM施工，設(shè)備及施工技術(shù)全部由國外引進(jìn)。”團(tuán)隊成員劉志華介紹，通過西康線秦嶺隧道的應(yīng)用嘗試，TBM工法展現(xiàn)了巨大的優(yōu)越性，此后在我國重大鐵路、引水隧道工程中得到推廣應(yīng)用。
“十一五”期間，我國先后突破了用于軟土地層隧道施工的中等直徑和大直徑盾構(gòu)機(jī)國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，但TBM仍大量依賴進(jìn)口，成為國產(chǎn)高端地下工程裝備自主化的薄弱環(huán)節(jié)。
技術(shù)人員認(rèn)真檢查TBM升降平臺上隨車起重機(jī)的管路情況
蘇翠俠在2011年博士畢業(yè)后進(jìn)入鐵建重工，正好趕上國家大量新建公路、鐵路、水利等隧道工程的大發(fā)展時期，而她也接手了一項重任，參與國產(chǎn)首臺大直徑TBM“863”課題的科研和管理工作。
“課題由鐵建重工牽頭，聯(lián)合中鐵十八局和浙江大學(xué)、天津大學(xué)、中南大學(xué)等科研院校組成聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊，我們開展了連續(xù)3年的緊張技術(shù)攻關(guān)。”蘇翠俠介紹道。
從零起步，如何研制出首臺樣機(jī)？這是擺在研發(fā)團(tuán)隊面前的第一道難題。
今年剛剛30歲的技術(shù)負(fù)責(zé)人龍斌當(dāng)初也深感“壓力山大”。“依托工程具有‘長距離、高巖強(qiáng)度，并伴隨巖層不穩(wěn)定、較多斷裂帶、圍巖強(qiáng)度軟硬交接’等地質(zhì)難點，這對TBM施工和設(shè)備帶來了很高的挑戰(zhàn)。”龍斌分析稱。
龍斌和研發(fā)團(tuán)隊從設(shè)計圖紙開始著手，反復(fù)審核機(jī)械部分圖紙約3000張，與液壓、電氣設(shè)計人員交流電液控制，協(xié)調(diào)機(jī)電液接口問題和布置問題，針對工程地質(zhì)情況和TBM系列化考慮，從參數(shù)配置、主機(jī)及后配套系統(tǒng)布置、刀盤刀具、主梁支撐推進(jìn)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等方面進(jìn)行個性化、定制化設(shè)計。
在研發(fā)團(tuán)隊的攻關(guān)下，2014年12月國產(chǎn)首臺大直徑TBM在長沙順利下線，結(jié)束了我國作為TBM應(yīng)用大國不能自主設(shè)計制造大直徑TBM的歷史，徹底打破了國外技術(shù)的長期壟斷。
技術(shù)人員爬上爬下檢查設(shè)備
首臺樣機(jī)的研制成功并沒有讓研發(fā)團(tuán)隊放下肩上的擔(dān)子，他們面臨第二輪考驗，設(shè)備能否成功高效掘進(jìn)？
2015年1月樣機(jī)陸續(xù)運抵工地組裝，這時正逢吉林最寒冷季節(jié)，甚至有-30℃的極寒天氣。“在連呼吸都會覺得鼻子凍住了的室外呆七八個小時，現(xiàn)在想想都還會覺得冷。”龍斌回憶道。
事實證明，他們的付出是值得的。設(shè)備在掘進(jìn)期間刷新了國內(nèi)敞開式TBM施工新紀(jì)錄，開創(chuàng)了TBM同類斷面施工之最，設(shè)備性能和施工水平整體達(dá)到國際領(lǐng)先。并且，該設(shè)備比同類進(jìn)口產(chǎn)品便宜5000萬元以上，施工壽命可達(dá)30公里，遠(yuǎn)超國外20公里的壽命水平。
在喜悅之余，研發(fā)團(tuán)隊多了一份冷靜。“我國TBM的發(fā)展才剛剛起步，未來5-10年，鐵建重工將重點圍繞極硬巖地層高效破巖、超長壽命重載刀座研制、新型高性能刀具材料制備等前沿尖端技術(shù)開展科技攻關(guān)，用10年左右時間實現(xiàn)對國外知名TBM企業(yè)的全面超越。” 團(tuán)隊成員梅勇兵展望說。
大雪中，技術(shù)人員緊急出門，電話了解TBM故障情況
TBM里的午餐
【責(zé)任編輯：李巨堯】
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