提起挖隧道,大家脑海里可能会浮现出这样一幅画面:工人们身穿背心,脖子上搭着毛巾,个个挥汗如雨;有的人在一下一下地用力挥动镐头敲打地面,有的人在用铁锨将废弃的沙土、石块铲到小推车里,有的人在一车一车地将废渣运出隧道……然而,这都是多年前的画面了。视线转到2018年,位于高新区中船重工(青岛)轨道交通公司研发的盾构机已经应用于青岛多条地铁的隧道挖掘工作,相比传统隧道挖掘方式,盾构机挖掘更加安全高效。
隧道开挖不用人工
位于高新区春阳路的中船重工 (青岛)轨道交通装备有限公司就是一家生产盾构机的企业。中船重工轨道交通公司成立于2011年2月,是由青岛北海船厂有限责任公司、704研究所、713研究所共同出资创立的“国家高新技术企业”。公司主营范围涵盖隧道掘进机、轨道交通配套装备以及橡胶机械等产品与服务,是中船重工集团内唯一一家隧道掘进机生产企业。是以设计、制造、组装于一体的高端装备制造企业,目前公司具备年产40余台(套)各种规格隧道掘进机及橡胶机械的生产能力。
走进中船重工轨道交通的生产车间,偌大车间里蓝白相间的一节一节设备格外引人注目,这就是正在组装的盾构机。远远望去,这个已经组装完毕的盾构机像一个巨大圆柱,根据不同工程类型,盾构机直径从5米到16米不等,记者和工作人员站在设备一旁,都得抬头仰视。设备全部生产完毕后,就可应用于隧道挖掘工作,届时现场只需要一名盾构机操作手和若干辅助人员即可完成操作。
大块头有四项功能
中船重工轨道交通研究院总工程师郭志介绍,盾构机工作起来就像一个移动化的工厂,可以进行隧道开挖、出渣、支护、回填四项主要工作,它“走”过的地方,隧道基本就成型了,然后就可以进行后续的铺轨、铺电等作业。车间里“躺”在地上点缀着“蓝点”的白色大盘是刀盘,它将安装在盾构机的最前方,通过旋转、破岩来承担隧道开挖工作。开挖产生的废渣通过主机皮带机或螺旋机转运到后配套皮带机上,再排放到后配套皮带机尾部像小火车一样的矿车里,其后通过矿车运输到洞口,由门式起重机将废渣提升到地面实现隧道出渣。这时有人就会产生疑问了:“隧道都几公里长,皮带机不会不够长吗?”郭志说:“我们还有另一种隧道出渣方式——连续皮带机,它一直沿着隧道壁,隧道有着多长它就伸多长,到了洞口会有一个垂直皮带机将废渣直接提升到地面,配合盾构设备实施隧道施工可以大大提高效率。 ”
隧道开挖,坍塌事故总是揪着人们的心。郭志介绍,盾构机有土压平衡功能,挖掘过程中通过给隧道掌子面施加压力,使得隧道掌子面稳定不会坍塌。主机所在位置有盾体保护的作用也不会塌下来。郭志说:“脱离盾体的隧道面,就是挖过的地方,盾构机会提供支护。在尾部有一个管片拼装机,它像一个机器人一样在后面一环一环地拼装管片至隧道内壁,支护之后隧道看上去就像多了一圈一圈的肋骨,有了‘肋骨\’作支撑,隧道周围即使是软土也不会坍塌。 ”
操作简单效率更高
郭志表示,盾构机与传统矿山法隧道挖掘方法相比,具有安全、高效、经济、环保四大优势。传统挖掘方法,工人们需要下到隧道里面,隧道发生事故工人的生命安全会受到威胁。现在的盾构法,挖掘工作都由盾构机来完成,里面有一个“驾驶室 ”,操作手在里面像开车一样对盾构机进行操作,还会受到设备保护,相比起来安全很多。以前用矿山法挖隧道,一月平均进度五六十米,但是用盾构法可以达到280米,是传统方法的五六倍,效率大大提高。常规的矿山法挖隧道,主要采取放炮、打眼等方式,而且爆破过程中轰隆隆的噪音也是十分扰民。采用盾构机就避免了这些缺点,相比之下更环保,对路面建筑的影响也更小。
助力多条地铁建设
据悉,目前中船重工轨道交通公司的产品主要包括隧道掘进机系列产品、钢结构及非标装备产品和橡胶机械产品。其中DSUC型双护盾硬岩隧道掘进机(简称TBM),应用于各种硬岩复杂地质,对强风化花岗岩、破裂带、地质断层有针对性应对。目前,在国内中船重工轨道交通公司是生产这类产品规模最大、实力最强的企业,在这方面的研究与其他企业相比拥有更丰富的经验。目前该产品已广泛应用于城市轨道交通、水利水电、城市管廊建设、矿山开采、市政、国防等工程当中。
公司为青岛地铁2号线生产的4台TBM和1台EPB,已经安全高效完成了13公里掘进任务。还承接了青岛地铁1号线20台盾构机租售合同,其中新制隧道掘进机15台,2号线设备返修再利用的5台,为青岛地铁4号线自制2台TBM。目前中船重工轨道交通公司以工程服务的形式承包青岛地铁1号线海泊桥-青岛火车站区间施工区间,在设备硬件制造和租赁工程管理基础上,开辟了工程承包及服务的全新业态。
扩大规模内外兼重
郭志告诉记者,综合盾构机在水利、铁路、公路、市政、海底等隧道施工中的应用及各相关领域已经发布的规划目标,预计未来10年国内盾构机需求不低于1000台,保守估计市场容量至少500亿,盾构产业将成为经济增长新亮点。目前公司正持续跟进青岛地铁4、6、8线机械掘进项目情况,争取更多订单。
下一步,公司将在市政工程、城市管廊建设、地下空间开发等方面争取小口径盾构机以及异盾构机订单。未来,他们将巩固在青岛地铁施工中的优势和声誉,完善盾构机上下游产业链,进军全国市场。还将通过与意大利SELI公司的良好合作关系,借助其在海外的资源,实现产品出口,积极扩大国际市场规模。
新闻内存
完善产业发展环境加快育成产业集群
近日,据高新区智能制造与新材料产业事业部工作人员介绍,今年上半年,事业部共签约引进项目12个,其中外资项目两个,总投资约6000万美元;内资项目10个,总投资约11.7亿元。在谈项目18个,其中包括中航国际、不二越高端轴承、中车公铁车等重点项目6个,预计总投资超过30亿元。目前装备制造行业,高新区拥有中船重工轨道交通、青岛鼎信通讯股份有限公司、中科盛创(青岛)电气有限公司、雷肯农业机械(青岛)有限公司等多家企业,呈现出良好的发展势头。
下半年,高新区将聚焦智能系统解决方案,全力引进不二越轴承、中车公铁车、中航国际等一批机构性、高端、龙头项目,走访龙头企业、独角兽企业;推进埃地沃兹 、海克斯康、毕勤、科捷、华高等重点项目建设;进一步完善产业发展环境,育成产业集群。
本版撰稿摄影 记者 牟成梓 见习记者焦静 通讯员 刘裕 安洋 戴利群 杨文祥
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