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没有中国盾构机,葡萄牙首都也头疼?国产「地下航母」有多牛?

2024-07-28军情

中国的盾构机有多牛?要不是咱国家的盾构机,葡萄牙首都可能就得被大水给淹惨了。

葡萄牙首都里斯本西边挨着的不是太平洋,是大西洋,这是个典型的海洋城市,常常会有季节性的大雨。因为这个,从2021年起,里斯本就动工挖一条葡萄牙规模最大的排水隧道。

一提到隧道,大家应该就能想到,这是盾构 机的拿手活儿。那葡萄牙用的呢,正是咱中国的盾构 机。

不过呢,咱国家的盾构机不光在里斯本派上了大用场,还对土耳其、意大利、泰国等国家的基础建设帮了大忙。

咱国家曾经被德国盾构机卡住脖子的事儿咱可还没忘呢,那从啥都没有到世界领先,国产盾构机这一路都咋过来的呢?

【到里斯本开挖5.5公里隧道】

里斯本的老城区,地下没那种现代化的排水系统,也缺少结构性工程,这样一来,每次下暴雨,这城市排水就成了大麻烦。

去年初下了暴雨之后,有一些市政官员讲,要是排水系统没整好,那往后说不定每个月都得有洪水淹城的事儿。

就因为这样,2021 年里斯本开始搞排水隧道工程啦。这工程投了 1.33 亿欧元,打算在城市地底下建个最长最大的排水隧道。

项目里有两段隧道得分别挖,一段是 1.1 公里,另一段是 4.4 公里。就因为这个,葡萄牙向咱国家订了盾构 机。

里斯本地下的土层有岩石和软土,部分岩石段的最强力度能达到 100MPa,所以葡萄牙向中铁工程装备集团订的是一台土压平衡盾构机。

这台盾构机长6.41米,叫「中铁1034」,考虑到里斯本地下土层的情况,生产这设备的时候专门把刀盘给优化了。

2022年4月,这设备在天津(生产地)验收合格了,5月就给运到里斯本去了。到了2023年10月,盾构机在里斯本完成了八成的组装,11月就正式开始挖了。

这项目得今年才完事儿呢,那这盾构 机现在应该还在干活儿呢。

二十多年前,咱国家挖隧道得从欧洲买盾构机。可现在呢,咱国产的盾构机都在欧洲好几个国家的工程项目里开始干活儿啦。这一转变,其实就是国产盾构机的成长过程。

【从引进到自己造】

在盾构机还没出现的时候,人类挖各种隧道都得靠人工。这种传统办法不光速度慢,要是地面上有建筑之类的东西,那施工的难度就变得更大了。

盾构机这东西的想法和出现,最早是法国人布鲁诺尓提出来的。这人是个工程师,他从一种软乎乎的动物那儿得到了启发,想出了盾构掘进的道理。

打那往后,盾构 机的想法渐渐从研究变成了实际。19 世纪的时候,欧洲建地铁还有各种隧道工程,都用上了盾构 掘进的设备。

20世纪来了以后,欧美等国家率先搞起市政建设,城市地下工程变多了,挖隧道也常见了,这样一来,现代盾构机的研发生产技术,欧美国家就领先了。

咱国家早些年本打算研发自家的盾构机,可技术和资金方面有限制,而且那会儿大规模的基础设施建设也没怎么推动,致使这研发工作进展挺慢的。

在上个世纪90年代,咱国家开始搞大规模的基础建设,对盾构机的需求蹭蹭往上涨。

那时候西南地区要新修铁路,得穿过秦岭,有个 18.46 公里长的隧道,要是只靠人工去爆破挖掘,那工程量可老多了,工期也得延长不少。

综合考量了各个方面的状况后,决定采用盾构 机来进行挖掘工作,所以国家从德国购进相关产品。这两台设备,花了整整 7 亿元人民币。

价格贵倒还好说,可没技术又不懂维护,用的时候老被人卡着脖子。

每次机器维修,咱这边的工程技术人员都没法参与,啥时候修关键机器,得修多久,工程方根本做不了主,得跟着设备提供方的安排来。

听说有一回得换个设备部件,可照着提供的图纸看,那图纸有错,最后还得设备那方来解决。设备方说了,参与的技术人员每天要一万块钱,而且差旅费都得咱这边出。

虽说盾构 机的成本可不低,不过挖掘隧道的时间却整整提前了 10 个月。

这让国内的工程技术人员明白,盾构 机是很不错的,要是咱们自己能生产,不用再去买,也省了维护的费用,那可就太棒了。

就这么着,从 2002 年开始,国家把有关盾构 机研发生产的事儿,正式放进了「863 计划」里。负责搞研发的主要是中铁隧道集团,这集团当年就弄了个研发项目组。

盾构机那可是个大块头,它牵扯到力学、电气、机械好多门学科呢,光那精密的零部件就有三万多个,就凭这,研发它的难度那还用说嘛!

参与研发的技术人员啥指导也没有,全得现学,从零基础干起,光设计盾构 机的图纸,就耗费了老长时间。

特别是盾构 机前端的刀盘与刀具,特别复杂还很精密,为了把里头的结构和状况完全搞明白,陆续花了 5 年时间。

光有图纸可不中,技术人员这期间得不停地去各种隧道挖掘的地方,亲手去验证那些数据。

2008 年,咱国内头一台盾构机从图纸变成了实实在在的东西。这台机子叫中铁 1 号,之后还参与了天津地铁的施工呢。

有了产品,只是打破了原来没有的状况,那这产品性能好不好呢,得通过施工来验证才行。

【产销量位居世界第一】

咱国家大规模搞基础设施建设的时候,盾构 机研制出来了。那时候有好多施工项目都得用这设备,可外界对国产的性能不太放心。

就说之前成都修地铁的时候,那时候用的盾构 机都是国外的。当时成都要建地铁 2 号线和 4 号线,挖隧道的时候地质情况挺复杂的。

涌水情况挺复杂,砂卵石、漂石之类的地质状况也特别明显,施工方用的盾构 机,全是外国的。

为了能让国产盾构机也有验证的机会,设备方跟施工单位沟通了九十多天,最后定下来外国产品和国产盾构机一块儿用。

在接下来十个月的施工过程里,国产盾构机的各类性能都特别好,这给先在国内市场打开局面打下了基础。

打那往后,咱国内不管是修地铁,还是挖别的工程隧道,用的设备基本上都是咱国产的了。

以前挖汕头海湾隧道的时候,用的产品有外国的,也有咱国内的。在施工的地方,咱国产的直径15米的盾构机,那地方的地质环境挺复杂,地震烈度达到8度,而且还有基岩、孤石这些状况。

在一样复杂的地质状况中,国产盾构机挖掘所花的时间比国外的产品少了 60 天。

性能一直在接受验证,盾构 机关键部件的技术也持续在提高。

盾构机的关键零件是主轴承,设备的运行和刀盘的作业,全部载荷都得它来承受。因此,主轴承对原材料性能的要求很高,制造工艺也比较繁杂,早期咱国产的盾构机,主轴承用的还是从国外进口的。

技术持续发展,3 米级的主轴承后来慢慢能在国内生产了。2020 年,在苏州轨道交通的施工地方,装着国产主轴承的盾构机开始进行挖掘工作。

关键设备技术接连被拿下,国产盾构机不光在国内市场立住了脚,近十年还持续在国外市场拓展地盘。

国产盾构机走向海外,第一个国家就是马来西亚。在 2012 年,马来西亚搞城市轨道交通项目建设,这项目的承建方是咱中国企业,所以在施工前,就给马方推荐了咱中国的盾构机。

一开始,马来西亚那边对咱国家的产品设备不太信,直接就说,你们的产品在国外都没用过呢。

有顾虑挺正常的,那会儿国产盾构机只在国内使用呢。为了消除他们的顾虑,工程技术人员在两国之间来回跑着介绍产品,后来还请他们的人到国内的施工场地实地看看。

实地考察完,马来西亚打算买两台产品来试试,最先走出国门的是「中铁 50 号」和 51 号这俩设备。

俩台设备施工时挺不错,有一台设备干活的时候,遇上过一块硬度达到 300 兆帕的孤石,不过掘进进行得挺顺。

另一台设备干活的时候,一天挖了 21 米,这可是最高的开掘纪录。就这么着,经过在马来西亚施工项目的检验,国产盾构机在国外赢得了好名声。

到 2020 年的时候,咱国产盾构机的产量和销量在世界上都是最高的,而且这产品已经出口到 21 个国家和地区了。

没到 10 年呢,国产盾构机在咱国内把九成的市场给占了,在国外也占了大概 60%的市场。

【参与的海外建设项目】

2015 年,黎巴嫩从我国订了两台特别的盾构 机,他们要的这产品个头挺小。

该国首都贝鲁特打算搞个供水项目,这工程有不一样的要求,需要的盾构 机直径只要 3.53 米。

没多久,咱国家在 2016 年年初整出来两台直径挺小的硬岩掘进机。到了 2018 年,这项目工程的掘进活儿顺顺当当完成了。

在中东地区,土耳其也在用咱国产的盾构机。在该国的高速铁路项目里,有个6公里长的隧道,国产的「中铁1149号」盾构机从2023年10月就开始干活儿了。

在欧洲,除了葡萄牙、意大利的高速铁路项目,还有丹麦的地铁项目以及格鲁吉亚的公路项目,它们用的盾构 机都是咱中国的产品。

在意大利的那个项目里,要掘进的隧道有6.5公里长,早先探测得知,项目所在地区的地下存有甲烷之类的瓦斯气体。这个意大利的项目,2023年10月就动工了。

出口给格鲁吉亚的设备,那可是全球直径最大的硬岩盾构机呢,到2023年年底的时候,这个项目隧道的掘进差不多都完成了。

另外,泰国的输水工程,新加坡的地铁工程,韩国的电缆隧道工程,使用的盾构机都是咱中国生产的。

【结语】

不管是技术方面,还是往国外市场推广方面,国产盾构机的发展都挺顺了。产品要想更好地往外走,关键得满足不同国家项目施工的需求。

将来,定制化的盾构 机产品会更受市场欢迎。我国的这类产品,还会在掘进方面不断使劲儿。