近日获悉，由上海隧道公司自主研制的两台硬岩盾构掘进机在山西万家寨引黄工程中，一号盾构掘进机，创造了日推进99米的世界纪录。
21世纪将是我国地下空间开发利用发展的一个世纪，交通、能源、环保等的工程建设，将越来越多地选择先进的、对环境影响小的隧道掘进机施工。仅以上海为例，“十五”期间，上海市对隧道掘进机的需求将成倍增长。
中国隧道掘进机的“三级跳”
何谓盾构呢？形象地说就是在地底下放入一台头上安装了一套会旋转的“螺旋刀”，“螺旋刀”旋转时层层推进，切削下来的泥土通过输送机运到地面，掏空的空间安装上管片，就形成了隧道。
早在一百多年以前，英国就尝试将地下隧道掘进技术应用到地铁建设中。到上世纪60年代，隧道掘进技术开始在一些发达国家得到应用。为加快我国的隧道掘进技术的研发和应用，50年代我国成立了上海隧道局。70年代初，上海隧道公司建成了我国第一条城市越江公路隧道———上海打浦路隧道。也就在这一年，中国的隧道掘进技术一步跨入了国际先进行列。上海隧道公司机械厂厂长张闵庆讲起中国隧道掘进技术的发展充满自豪感。
今年刚40岁的张闵庆毕业于交通大学，是上海隧道工程股份有限公司培养的高级工程师，享受国务院特殊津贴的专家，市建委盾构学科带头人。他用四大标志概括了该技术的发展历程：1．1986年，上海隧道工程股份有限公司首次独立开发成功我国第一台直径4．35米加泥式土压平衡盾构掘进机，荣获国家科技进步一等奖；2．20世纪90年代隧道公司生产的直径6．34米加泥式土压平衡盾构掘进机成为上海地铁一、二号线建设，10台参战盾构机中惟一一台国产盾构机；3．由隧道公司与外国公司合作开发的硬岩隧道掘进机，1998年成功应用于山西万家寨引黄隧道工程；4．复合式隧道掘进机的诞生，采用“软硬兼施”的方法解决了广州地铁二号线地下复合土层隧道掘进的难题。
上海隧道施工技术漂亮地实现了由软土到硬岩再到复合土层的“三级跳”。
隧道建设史映出盾构发展史
上海隧道工程股份有限公司在多年的隧道施工及能源、水利、城市环保、交通建设中，技术工艺不断提升，尤其是上海黄浦江下的三条大型公路隧道施工，分别采用的挤压式盾构、水力机械盾构和泥水平衡盾构施工技术代表了中国隧道发展史上从无到有、从有到精、从精到国际领先的三次飞跃，也从中折射出上海隧道掘进装备技术艰苦研发的历史。
机械厂党总支范书记告诉记者，机械厂自搬到了浦东外高桥后，在2万平方米的厂房里装备了国际90年代水平的加工中心等高精尖先进设备，云集了120余名掘进技术的精英。张闵庆厂长和他的同事们欣喜不已。20世纪70～80年代初，当时的国产盾构机都是网格挤压式盾构机。操作这种盾构机工人的工作强度大。张闵庆和他的同事们萌发了研制更新更先进的盾构机的念头，并由此一发而不可收。
土压平衡盾构机研发成功了！土压平衡盾构机是一种先进实用的隧道掘进机，它最大的特点在于盾构掘进施工时，能依靠盾构的土压平衡功能保持开挖面的稳定，既能有效控制地面建筑的沉降，又能保护地下管线，工人操作时再也不用担心了。自1988年以来，土压平衡盾构机如地下蛟龙，在上海市地铁一、二号线隧道、合流污水治理工程等软土地层掘进中大显身手。
硬岩隧道掘进机和混合型（复合式）盾构掘进机闪亮登场。硬岩隧道掘进机是上海隧道工程股份有限公司机械厂与外国公司合作制造的。这类掘进机适用于岩石地层，掘进机前端刀盘上装有硬质合金滚刀。由上海隧道工程股份有限公司机械厂制造的2台硬岩隧道掘进机，已成功应用于山西万家寨引黄工程。一号盾构掘进机，创造了日推进99米的世界纪录。
混合型（复合式）盾构掘进机的大刀盘上装有切削软土的刀排和切削岩石的硬质合金滚刀，可对复合层土质实施“软硬兼施”般的掘进。复合型盾构融合了硬岩掘进机和软土掘进机的技术特性和功能，是目前世界上最为先进的盾构掘进机型。张闵庆厂长欣慰地表示，他们制造的2台复合型盾构掘进机已顺利穿越地质条件极为恶劣的珠江。
异形断面顶管机掘进机研发取得突飞猛进。过去难以解决的顶管机推进中隧道无法由圆变矩形、变异形的难题，如今随着盾构制造技术的提高，正变得越来越容易了。前些年，上海隧道工程股份有限公司就生产了国内首台矩形顶管机，并用于过街人行地道工程。比如，上海地铁二号线5号出入口，就是这台矩形顶管机的杰作。
上海隧道的建设史如实也映照出了一部中国盾构的发展史，因为有了开发中国人自己盾构机的信念，更有了追赶世界最新技术的必胜信心。上海隧道工程股份有限公司的建设者们，用过人的聪明才智，挥写了新时代中国地下施工机械设计、制造的新篇章。
一专多能成为隧道公司的主力军
机械厂研发制造的隧道掘进机已在国内外有了较大的影响，然而，不满足的上海隧道工程股份有限公司机械厂近年来在壮大主业的同时，相关产业也取得了不错的业绩：顶管掘进机形成系列化，矩形顶管掘进机、简易平衡式顶管掘进机、微型顶管掘进机、泥水平衡式顶管掘进机、网格式顶管掘进机、反铲式顶管掘进机、DH系列穿孔机等。此处不妨简单讲一讲DH系列穿孔机的神奇，施工人员只需在铺设管道的道路两侧，挖出一个不大的工作坑，穿孔机定位后向其注入高压空气，在穿孔机的挤压下，钢管被击前行，击入一段，再接一段，通过焊接与前段连成一体，挤压出的泥土从钢管中被取出。穿孔机每小时的穿孔速度可达到5～20米。除水平掘进外，它还能垂直打桩呢。
一专多能，使上海隧道工程股份有限公司机械厂在广州、宁波、深圳、南京、新加坡等国内外城市都留下了机械厂涉足的印迹。上海隧道工程股份公司机械厂现已被国家经贸委认定为国家重大技术装备国产化创新研制项目制造企业。
热门推荐