盾構(gòu)機(jī)是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進(jìn)機(jī),它自身有很多優(yōu)勢,在沒有盾構(gòu)機(jī)的時候,人們往往就會采用爆破的方式挖掘隧道,但是這樣的方式有很多不足之處,而且實施起來也并不方便。
盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)以后,很多問題才得到了有效解決,使用盾構(gòu)機(jī)是不會受到天氣或者是地面等因素影響的,在我們國家的不斷發(fā)展之下。盾構(gòu)機(jī)作為高科技大型機(jī)械化設(shè)備,集機(jī)、電、液、控、測等多學(xué)科多領(lǐng)域的高科技成果于一身,中外在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域的競爭異常激烈。
2005年前,中國使用的盾構(gòu)機(jī)幾乎全部從國外采購,歐、美、日等國的制造商基本壟斷著中國盾構(gòu)機(jī)市場。國內(nèi)僅有沈重、上海隧道股份和四川第二重型廠等為數(shù)不多的幾家企業(yè)能作為分承包方。
我們國家的盾構(gòu)機(jī)技術(shù)也取得了重大的突破,那么我們國家是如何從被封鎖到世界領(lǐng)先的呢?
國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的崛起之路
直到2008年,由中鐵工程裝備集團(tuán)(以下簡稱“中鐵裝備”)研發(fā)生產(chǎn)的中國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“中鐵1號”下線,中國這才告別了完全依靠“洋盾構(gòu)”的局面。而當(dāng)時,進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)仍然占我國市場的85%左右,其中德國海瑞克占據(jù)70%以上,日本三菱重工及德國維爾特也有一定占比。
中國盾構(gòu)機(jī)起步遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于歐美及日本等國家,以致于關(guān)鍵技術(shù)被國外壟斷,國內(nèi)市場長期高度依賴進(jìn)口設(shè)備,導(dǎo)致價格昂貴、溝通低效、維修困難、技術(shù)封鎖等問題層次不窮,嚴(yán)重影響著中國基建的效率和發(fā)展。相關(guān)部門和行業(yè)人士深刻意識到中國必須要做自己的盾構(gòu)機(jī)。
2002年,科技部高新司把盾構(gòu)機(jī)列入“863”計劃;2007年科技部基礎(chǔ)司也將掘進(jìn)裝備的基礎(chǔ)研究列入了“973”計劃。在國家專項資金支持,央企、國企牽頭下,中國科研院所同多家企業(yè),從基本原理的技術(shù)鏈層面,到實際應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈層面協(xié)同作戰(zhàn),共克時艱,中國盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計和制造進(jìn)入全面推進(jìn)階段。
2002年,中鐵裝備在河南新鄉(xiāng)建成了盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地。在國家“863”計劃的支持下,研發(fā)團(tuán)隊相繼在盾構(gòu)機(jī)技術(shù)上取得了重大突破。從引進(jìn)到自己造,研發(fā)團(tuán)隊用了8年時間,2008年終于結(jié)下“中鐵1號”的碩果。
中鐵1號盾構(gòu)機(jī)下線
2009,中鐵裝備開始了盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)化的征程。在研究了日本、德國、法國、加拿大等國家的設(shè)備后,根據(jù)實際情況,技術(shù)團(tuán)隊設(shè)計出了盾構(gòu)機(jī)在不同地質(zhì)條件下工作的應(yīng)對方案。最終攻克了超大直徑、超小直徑、極限工況下的裝備設(shè)計、制造等關(guān)鍵技術(shù),成功研制了一大批稱得上世界首臺或國內(nèi)首臺的產(chǎn)品。
2013年,中鐵裝備研制出了當(dāng)時世界最大的矩形盾構(gòu)機(jī),2014年,矩形盾構(gòu)成功應(yīng)用于新加坡地鐵項目,成為國產(chǎn)異形掘進(jìn)機(jī)走向海外的首個成功案例。2015年,中鐵裝備研制出了硬巖掘進(jìn)機(jī),讓我國在硬巖掘進(jìn)機(jī)領(lǐng)域進(jìn)入世界前列……
2020年9月29日,中國中鐵自主研制的第1000臺盾構(gòu)機(jī)在鄭州下線。這一天,車間標(biāo)語“造中國人自己的盾構(gòu),造中國最好的盾構(gòu),造世界最好的盾構(gòu)”顯得格外醒目。
在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域,鐵建重工是另一支大放異彩的主力軍。2010年,鐵建重工自主研制出國產(chǎn)化率達(dá)87%的首臺土壓平衡盾構(gòu)機(jī),令“洋盾機(jī)”的市場價下降30%;2013年研制的全球首臺煤礦斜井TBM下線,開創(chuàng)了盾構(gòu)機(jī)在煤礦領(lǐng)域應(yīng)用的先河;同年研制國內(nèi)首臺敞開式全斷面隧道硬巖掘進(jìn)機(jī),為吉林引松供水工程提供重大裝備支持;2014年研制出國內(nèi)首臺超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī),市場占有率保持領(lǐng)先……2020年9月,國產(chǎn)最大直徑盾構(gòu)機(jī)“京華號”在長沙下線,直徑長150米,重達(dá)4300噸,被應(yīng)用于北京東六環(huán)改造工程建設(shè)。
“京華號”盾構(gòu)機(jī)模型亮相2020上海寶馬展
隨著鐵建重工的產(chǎn)品系列不斷成型,國內(nèi)市場逐步取得成績后,其目光也逐漸轉(zhuǎn)向海外市場。2015年9月,伊朗客戶指定的第三方檢驗機(jī)構(gòu)在鐵建重工長沙工廠順利完成DZ130盾構(gòu)機(jī)工廠驗收。這是鐵建重工第一臺銷往海外市場的盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品,標(biāo)志著集團(tuán)產(chǎn)品受到了國外市場認(rèn)可。自此以后,鐵建重工盾構(gòu)機(jī)加快了開拓國際市場的步伐,今年3月,我國出口印度最大直徑盾構(gòu)機(jī)在鐵建重工發(fā)運,這是中國盾構(gòu)機(jī)走向海外的一個縮影。現(xiàn)在,鐵建重工生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)相繼出口到俄羅斯、土耳其等“一帶一路”沿線國家,為全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)貢獻(xiàn)“中國動力”“中國方案”。
目前,鐵建重工TBM和大直徑盾構(gòu)機(jī)市場占有率穩(wěn)居國內(nèi)第一,成為國產(chǎn)第一品牌,作為掘進(jìn)機(jī)行業(yè)唯一代表,入選央視大型專題片《大國重器Ⅱ》,成為高端裝備自主創(chuàng)新的民族品牌和“國家名片”。
當(dāng)前,國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計制造及掘進(jìn)施工技術(shù)已達(dá)到,甚至在多個領(lǐng)域超過了國際水平。2017年,中鐵裝備總工程師王杜娟曾在記者會上表示,“盾構(gòu)機(jī)世界第一的品牌是德國的海瑞克,由于我們的技術(shù)積累有限,在軸承技術(shù)方面,還有差距。”如今,這個最后的難關(guān)也被攻克——2020年9月26日,我國首臺使用國產(chǎn)3米級主軸承盾構(gòu)機(jī)“中鐵872號”在蘇州始發(fā),這是我國突破盾構(gòu)主軸承自主技術(shù)研制瓶頸后,首次在軌道交通領(lǐng)域新機(jī)中執(zhí)行地下掘進(jìn)任務(wù)。
“上天有神舟,下海有蛟龍,入地有盾構(gòu)”。自2012年以來,隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模開展,盾構(gòu)機(jī)市場發(fā)展逐漸駛?cè)肟燔嚨?,產(chǎn)需量保持高速增長,行業(yè)規(guī)模整體也呈上升趨勢。
而我們國家的盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生的影響力也變得越來越大,國際盾構(gòu)機(jī)巨頭也無法再阻擋我們前進(jìn)的腳步了,在技術(shù)進(jìn)步之后,我們就擺脫了技術(shù)上面的封鎖。
而且還在國際上有了很大的影響力,雖說目前我們國家的盾構(gòu)機(jī)技術(shù)還有一些需要進(jìn)步的地方。
但是我們能夠在這么短的時間之內(nèi)取得這么優(yōu)秀的成果也是非常令人敬佩的,也相信在今后的時間里,我們國家能夠取得更多的突破。
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來源:賢集網(wǎng)
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