日前，國內(nèi)自主設計制造最大直徑土壓平衡盾構機在中國中鐵裝備集團國家TBM產(chǎn)業(yè)化中心下線，盾構機直徑為12.14米，為目前國內(nèi)最大，將用于太原鐵路樞紐西南環(huán)線項目。該設備的問世，打破了我國超大直徑盾構產(chǎn)品技術長期依賴進口、核心技術受制于國外制造商的不利局面，對滿足未來城市交通路網(wǎng)發(fā)展建設有著重要意義。
原理好懂技術難
簡單說，如果需要挖一條能跑火車那樣大車型的隧道，盾構機就出場了。視覺上最直觀看見的是一個跟隧道橫截面大致相同的鋼筒或者框架，這個圓筒形的外殼里面長長的一條就是各種作業(yè)機械。從橫截面看，它像一個盾牌，所以叫“盾構機”。但是，從這種設備的整體結(jié)構看，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“嘴”里以后，通過“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挖面提供壓力，否則這個開挖面就不穩(wěn)定，容易坍塌。如此挖掘、排土、推進，隧道就完成了。
雖然泥水平衡盾構機的基本工作原理。聽起來容易，但是外行也能猜出來，這里頭處處是難點。首先，在地下打洞不比在地上施工，會遇到各種復雜的地質(zhì)條件、水文條件。
另外，除了如何確保開挖面的穩(wěn)定，不能挖著挖著塌了之外，還有刀具的使用壽命、盾構機的有效密封、密封條件下的刀具更換等問題?？傊?，這是一種集光、機、電、液、傳感、信息技術等各尖端技術于一身的高精尖設備。所以以前，很多有盾構機需求的國家都會從德國或者日本進口，造價動輒幾億元人民幣一臺。
浙江大學機械學院院長、工程院院士楊華勇說：“長期以來，大型盾構成套設備都被發(fā)達國家壟斷，現(xiàn)在中國有了這個能力，在五、六個方面，比如常壓換刀刀盤技術、刀盤刀具的實時監(jiān)測技術、地質(zhì)的超前預報等方面都進行了創(chuàng)新和探索，所以這臺盾構不僅填補了技術和裝備技術的空白，而且在局部的技術上實現(xiàn)了引領。”
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