日前，國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)制造最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在中國(guó)中鐵裝備集團(tuán)國(guó)家TBM產(chǎn)業(yè)化中心下線，盾構(gòu)機(jī)直徑為12.14米，為目前國(guó)內(nèi)最大，將用于太原鐵路樞紐西南環(huán)線項(xiàng)目。該設(shè)備的問(wèn)世，打破了我國(guó)超大直徑盾構(gòu)產(chǎn)品技術(shù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口、核心技術(shù)受制于國(guó)外制造商的不利局面，對(duì)滿足未來(lái)城市交通路網(wǎng)發(fā)展建設(shè)有著重要意義。
原理好懂技術(shù)難
簡(jiǎn)單說(shuō)，如果需要挖一條能跑火車那樣大車型的隧道，盾構(gòu)機(jī)就出場(chǎng)了。視覺(jué)上最直觀看見(jiàn)的是一個(gè)跟隧道橫截面大致相同的鋼筒或者框架，這個(gè)圓筒形的外殼里面長(zhǎng)長(zhǎng)的一條就是各種作業(yè)機(jī)械。從橫截面看，它像一個(gè)盾牌，所以叫“盾構(gòu)機(jī)”。但是，從這種設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)看，人們更愿意叫它“地下蛟龍”。這條“龍”的龍嘴就是最前端的切削刀盤，把地下這些泥沙石頭吃進(jìn)“嘴”里以后，通過(guò)“龍肚子”里的各種“消化器官”，把這些高濃度泥水里的泥沙分離，沙子排出去，剩下的泥漿輸送回開(kāi)挖面提供壓力，否則這個(gè)開(kāi)挖面就不穩(wěn)定，容易坍塌。如此挖掘、排土、推進(jìn)，隧道就完成了。
雖然泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理。聽(tīng)起來(lái)容易，但是外行也能猜出來(lái)，這里頭處處是難點(diǎn)。首先，在地下打洞不比在地上施工，會(huì)遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)條件、水文條件。
另外，除了如何確保開(kāi)挖面的穩(wěn)定，不能挖著挖著塌了之外，還有刀具的使用壽命、盾構(gòu)機(jī)的有效密封、密封條件下的刀具更換等問(wèn)題。總之，這是一種集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)等各尖端技術(shù)于一身的高精尖設(shè)備。所以以前，很多有盾構(gòu)機(jī)需求的國(guó)家都會(huì)從德國(guó)或者日本進(jìn)口，造價(jià)動(dòng)輒幾億元人民幣一臺(tái)。
浙江大學(xué)機(jī)械學(xué)院院長(zhǎng)、工程院院士楊華勇說(shuō)：“長(zhǎng)期以來(lái)，大型盾構(gòu)成套設(shè)備都被發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，現(xiàn)在中國(guó)有了這個(gè)能力，在五、六個(gè)方面，比如常壓換刀刀盤技術(shù)、刀盤刀具的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、地質(zhì)的超前預(yù)報(bào)等方面都進(jìn)行了創(chuàng)新和探索，所以這臺(tái)盾構(gòu)不僅填補(bǔ)了技術(shù)和裝備技術(shù)的空白，而且在局部的技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了引領(lǐng)?！?/p>
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