掘进机的性能到底有多优秀?制造一台掘进机有多难?掘进机主要用在哪里?
8月6日凌晨,由中国铁建重工股份有限公司自主研发的全断面双护盾岩石隧道掘进机(TBM)在伊朗西南部引水隧洞项目顺利开工,这是该集团TBM首次出口海外市场并应用于工程领域。早在2014年,拥有自主知识产权的第一台大直径全断面岩石隧道掘进机(敞开式TBM)在长沙经开区成功下线时,就成为了行业内的一大“爆点”。
大直径全断面岩石隧道掘进机是集掘进、支护、排渣于一体的成套掘进设备。被称为工程机械的“航空母舰”、“镗床大王”。以前国内工程项目如果需要采购设备,会面临价格高、采购周期长的尴尬局面。
地铁施工用的盾构机是掘进机。这些掘进机是在隧道前进时支撑隧道的铺设管段。这种施工方法称为“盾构法”。在日常工程建设中,掘进机被形象地称为盾构机。但盾构机主要用于土、砂等松软地层,中铁建重工自主研发的全断面岩石隧道掘进机面对花岗岩、凝灰岩等极硬地层。据介绍,此次研发的掘进机被称为“敞开式”,是因为该设备在开挖隧道时无需铺设管片,而是集开挖、支护、排渣于一体,可实现一次成孔,主要用于长硬岩隧道的施工。
“可以说是如履薄冰。”铁建重工掘进机研究院副院长彭正阳说,这种TBM使用特殊的滚刀,所有的岩石在刀盘的旋转下都打不出来。“最快的时候是每月1000米,而传统的钻爆法大约是每月100米。”钻爆法施工方法原始,危险性极大,使用掘进机相对安全高效。大直径全断面岩石隧道掘进机作为我国最重要的装备,一个多世纪以来一直被国外垄断。在TBM下线之前,国内工程建设需求完全依赖进口。
1996年,我国引进第一台隧道掘进机,用于修建秦岭铁路隧道。这台进口TBM的价格是3.8亿元。“当时我们的工资还不到1000,我被深深震撼了。”彭正阳回忆道。这些进口产品价格昂贵,但标准化的产品不一定适合中国的地质,所以很难维护。2011下半年,中国铁建与浙江大学、中南大学、天津大学、中铁十八局合作,突破了大功率、变负载、高精度电液控制系统设计与集成技术、关键部件状态监测等核心技术。
此外,根据“长距离、大埋深、高应力、高水压、高地温、大涌水量、易岩爆”等地质特点和技术难点,研制了价值6543.8+0.8亿元的“长春”TBM。