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沒有中國盾構機,葡萄牙首都也頭疼?國產「地下航母」有多牛?

2024-07-28軍情

中國的盾構機有多牛?要不是咱國家的盾構機,葡萄牙首都可能就得被大水給淹慘了。

葡萄牙首都裏斯本西邊挨著的不是太平洋,是大西洋,這是個典型的海洋城市,常常會有季節性的大雨。因為這個,從2021年起,裏斯本就動工挖一條葡萄牙規模最大的排水隧道。

一提到隧道,大家應該就能想到,這是盾構 機的拿手活兒。那葡萄牙用的呢,正是咱中國的盾構 機。

不過呢,咱國家的盾構機不光在裏斯本派上了大用場,還對土耳其、意大利、泰國等國家的基礎建設幫了大忙。

咱國家曾經被德國盾構機卡住脖子的事兒咱可還沒忘呢,那從啥都沒有到世界領先,國產盾構機這一路都咋過來的呢?

【到裏斯本開挖5.5公裏隧道】

裏斯本的老城區,地下沒那種現代化的排水系統,也缺少結構性工程,這樣一來,每次下暴雨,這城市排水就成了大麻煩。

去年初下了暴雨之後,有一些市政官員講,要是排水系統沒整好,那往後說不定每個月都得有洪水淹城的事兒。

就因為這樣,2021 年裏斯本開始搞排水隧道工程啦。這工程投了 1.33 億歐元,打算在城市地底下建個最長最大的排水隧道。

專案裏有兩段隧道得分別挖,一段是 1.1 公裏,另一段是 4.4 公裏。就因為這個,葡萄牙向咱國家訂了盾構 機。

裏斯本地下的土層有巖石和軟土,部份巖石段的最強力度能達到 100MPa,所以葡萄牙向中鐵工程裝備集團訂的是一台土壓平衡盾構機。

這台盾構機長6.41米,叫「中鐵1034」,考慮到裏斯本地下土層的情況,生產這器材的時候專門把刀盤給最佳化了。

2022年4月,這器材在天津(生產地)驗收合格了,5月就給運到裏斯本去了。到了2023年10月,盾構機在裏斯本完成了八成的組裝,11月就正式開始挖了。

這專案得今年才完事兒呢,那這盾構 機現在應該還在幹活兒呢。

二十多年前,咱國家挖隧道得從歐洲買盾構機。可現在呢,咱國產的盾構機都在歐洲好幾個國家的工程專案裏開始幹活兒啦。這一轉變,其實就是國產盾構機的成長過程。

【從引進到自己造】

在盾構機還沒出現的時候,人類挖各種隧道都得靠人工。這種傳統辦法不光速度慢,要是地面上有建築之類的東西,那施工的難度就變得更大了。

盾構機這東西的想法和出現,最早是法國人布魯諾尓提出來的。這人是個工程師,他從一種軟乎乎的動物那兒得到了啟發,想出了盾構掘進的道理。

打那往後,盾構 機的想法漸漸從研究變成了實際。19 世紀的時候,歐洲建地鐵還有各種隧道工程,都用上了盾構 掘進的器材。

20世紀來了以後,歐美等國家率先搞起市政建設,城市地下工程變多了,挖隧道也常見了,這樣一來,現代盾構機的研發生產技術,歐美國家就領先了。

咱國家早些年本打算研發自家的盾構機,可技術和資金方面有限制,而且那會兒大規模的基礎設施建設也沒怎麽推動,致使這研發工作進展挺慢的。

在上個世紀90年代,咱國家開始搞大規模的基礎建設,對盾構機的需求蹭蹭往上漲。

那時候西南地區要新修鐵路,得穿過秦嶺,有個 18.46 公裏長的隧道,要是只靠人工去爆破挖掘,那工程量可老多了,工期也得延長不少。

綜合考量了各個方面的狀況後,決定采用盾構 機來進行挖掘工作,所以國家從德國購進相關產品。這兩台器材,花了整整 7 億元人民幣。

價格貴倒還好說,可沒技術又不懂維護,用的時候老被人卡著脖子。

每次機器維修,咱這邊的工程技術人員都沒法參與,啥時候修關鍵機器,得修多久,工程方根本做不了主,得跟著器材提供方的安排來。

聽說有一回得換個器材部件,可照著提供的圖紙看,那圖紙有錯,最後還得器材那方來解決。器材方說了,參與的技術人員每天要一萬塊錢,而且差旅費都得咱這邊出。

雖說盾構 機的成本可不低,不過挖掘隧道的時間卻整整提前了 10 個月。

這讓國內的工程技術人員明白,盾構 機是很不錯的,要是咱們自己能生產,不用再去買,也省了維護的費用,那可就太棒了。

就這麽著,從 2002 年開始,國家把有關盾構 機研發生產的事兒,正式放進了「863 計劃」裏。負責搞研發的主要是中鐵隧道集團,這集團當年就弄了個研發專案組。

盾構機那可是個大塊頭,它牽扯到力學、電氣、機械好多門學科呢,光那精密的零部件就有三萬多個,就憑這,研發它的難度那還用說嘛!

參與研發的技術人員啥指導也沒有,全得現學,從零基礎幹起,光設計盾構 機的圖紙,就耗費了老長時間。

特別是盾構 機前端的刀盤與刀具,特別復雜還很精密,為了把裏頭的結構和狀況完全搞明白,陸續花了 5 年時間。

光有圖紙可不中,技術人員這期間得不停地去各種隧道挖掘的地方,親手去驗證那些數據。

2008 年,咱國內頭一台盾構機從圖紙變成了實實在在的東西。這台機子叫中鐵 1 號,之後還參與了天津地鐵的施工呢。

有了產品,只是打破了原來沒有的狀況,那這產品效能好不好呢,得透過施工來驗證才行。

【產銷量位居世界第一】

咱國家大規模搞基礎設施建設的時候,盾構 機研制出來了。那時候有好多施工專案都得用這器材,可外界對國產的效能不太放心。

就說之前成都修地鐵的時候,那時候用的盾構 機都是國外的。當時成都要建地鐵 2 號線和 4 號線,挖隧道的時候地質情況挺復雜的。

湧水情況挺復雜,砂卵石、漂石之類的地質狀況也特別明顯,施工方用的盾構 機,全是外國的。

為了能讓國產盾構機也有驗證的機會,器材方跟施工單位溝通了九十多天,最後定下來外國產品和國產盾構機一塊兒用。

在接下來十個月的施工過程裏,國產盾構機的各類效能都特別好,這給先在國內市場開啟局面打下了基礎。

打那往後,咱國內不管是修地鐵,還是挖別的工程隧道,用的器材基本上都是咱國產的了。

以前挖汕頭海灣隧道的時候,用的產品有外國的,也有咱國內的。在施工的地方,咱國產的直徑15米的盾構機,那地方的地質環境挺復雜,地震烈度達到8度,而且還有基巖、孤石這些狀況。

在一樣復雜的地質狀況中,國產盾構機挖掘所花的時間比國外的產品少了 60 天。

效能一直在接受驗證,盾構 機關鍵部件的技術也持續在提高。

盾構機的關鍵零件是主軸承,器材的執行和刀盤的作業,全部載荷都得它來承受。因此,主軸承對原材料效能的要求很高,制造工藝也比較繁雜,早期咱國產的盾構機,主軸承用的還是從國外進口的。

技術持續發展,3 米級的主軸承後來慢慢能在國內生產了。2020 年,在蘇州軌域交通的施工地方,裝著國產主軸承的盾構機開始進行挖掘工作。

關鍵器材技術接連被拿下,國產盾構機不光在國內市場立住了腳,近十年還持續在國外市場拓展地盤。

國產盾構機走向海外,第一個國家就是馬來西亞。在 2012 年,馬來西亞搞城市軌域交通專案建設,這專案的承建方是咱中國企業,所以在施工前,就給馬方推薦了咱中國的盾構機。

一開始,馬來西亞那邊對咱國家的產品器材不太信,直接就說,你們的產品在國外都沒用過呢。

有顧慮挺正常的,那會兒國產盾構機只在國內使用呢。為了消除他們的顧慮,工程技術人員在兩國之間來回跑著介紹產品,後來還請他們的人到國內的施工場地實地看看。

實地考察完,馬來西亞打算買兩台產品來試試,最先走出國門的是「中鐵 50 號」和 51 號這倆器材。

倆台器材施工時挺不錯,有一台器材幹活的時候,遇上過一塊硬度達到 300 兆帕的孤石,不過掘進進行得挺順。

另一台器材幹活的時候,一天挖了 21 米,這可是最高的開掘紀錄。就這麽著,經過在馬來西亞施工專案的檢驗,國產盾構機在國外贏得了好名聲。

到 2020 年的時候,咱國產盾構機的產量和銷量在世界上都是最高的,而且這產品已經出口到 21 個國家和地區了。

沒到 10 年呢,國產盾構機在咱國內把九成的市場給占了,在國外也占了大概 60%的市場。

【參與的海外建設專案】

2015 年,黎巴嫩從中國訂了兩台特別的盾構 機,他們要的這產品個頭挺小。

該國首都貝魯特打算搞個供水專案,這工程有不一樣的要求,需要的盾構 機直徑只要 3.53 米。

沒多久,咱國家在 2016 年年初整出來兩台直徑挺小的硬巖掘進機。到了 2018 年,這專案工程的掘進活兒順順當當完成了。

在中東地區,土耳其也在用咱國產的盾構機。在該國的高速鐵路專案裏,有個6公裏長的隧道,國產的「中鐵1149號」盾構機從2023年10月就開始幹活兒了。

在歐洲,除了葡萄牙、意大利的高速鐵路專案,還有丹麥的地鐵專案以及格魯吉亞的公路專案,它們用的盾構 機都是咱中國的產品。

在意大利的那個專案裏,要掘進的隧道有6.5公裏長,早先探測得知,專案所在地區的地下存有甲烷之類的瓦斯氣體。這個意大利的專案,2023年10月就動工了。

出口給格魯吉亞的器材,那可是全球直徑最大的硬巖盾構機呢,到2023年年底的時候,這個專案隧道的掘進差不多都完成了。

另外,泰國的輸水工程,新加坡的地鐵工程,南韓的電纜隧道工程,使用的盾構機都是咱中國生產的。

【結語】

不管是技術方面,還是往國外市場推廣方面,國產盾構機的發展都挺順了。產品要想更好地往外走,關鍵得滿足不同國家專案施工的需求。

將來,客製化的盾構 機產品會更受市場歡迎。中國的這類產品,還會在掘進方面不斷使勁兒。