
顶端新闻·河南商报记者 郭丁然
2022年2月19日,在郑州经开区中铁工程装备集团有限公司(简称:中铁装备)的装备制造车间内,工人正在对一台大型盾构机进行拆解、装箱,准备将设备发往韩国。
从2002年启动研发,中国盾构机产业的20年发展,经历了从无到有,从有到优,从优到卓越领先的过程。
如今,中铁装备市场占有率已经连续十年保持国内第一,产销量连续五年世界第一。
中铁装备生产的盾构机可以应用于各种隧道、地下管廊、还可以用于地下停车场的修建。
盾构机是如何工作的?
不少朋友能都在新闻里见过盾构机,知道它是个大家伙。
2月19日,在中铁装备的车间内,平行排列着三台盾构器。
当顶端新闻·河南商报记者第一次亲眼看到盾构机实体的时候还是被这个庞然大物震撼了。眼前的这些大家伙直径超过6米,约有两层楼高。
“这台机器是出口到韩国仁川的,已经完成了检测,正在拆解装箱,准备进行运输。”现场的工作人员指着其中一台盾构机告诉顶端新闻·河南商报记者,这台设备将应用于韩国仁川地铁一号线Geomdan延长线项目,这也是中铁装备盾构产品首次进入韩国市场。
隔壁另两台盾构机,一台将出口到以色列,另一台将发往徐州市参与当地的地铁3号线建设。
其实,它们还只是“小号”的盾构机。我国自主研制的最大直径泥水盾构机——“春风号”,直径达到了15.8米,2019年8月在深圳春风隧道正式投入使用,大概相当于5层楼那么高。
想要了解盾构机是在地下作业挖掘隧道的?那就要先给大家科普一个常见的误解。很多人印象中的盾构机就是前面一个粗大的“大钻头”,其实这钻头只是盾构机的头部,他后面还拖着一条长长的“尾巴,”也就是后配套装置。这个“尾巴”可以长达近200米。
前面的钻头负责不断向前掘进,后面的后配套装置则承担渣土传送和铺设支撑管壁的重任。
钻头掘进的过程中,后面的机械手臂将一块一块弧形的支撑管壁像拼积木一样拼成一个环。而后液压装置撑在拼好的管壁,将盾构机慢慢向前推进。
打破国外垄断,从无到有
上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构。盾构机被誉为国之重器。位于郑州经开区的中铁工程装备集团有限公司(简称:中铁装备)在盾构机研发生产领域占有重要地位。
盾构领域曾一直被国外技术垄断。1997年中国曾斥巨资从德国维尔特公司购买了两台盾构机,用于西康铁路秦岭隧道的修建。
2002年8月,国内首个国家级盾构产业化基地在河南新乡落成(也就是中铁装备的前身,于2009年迁到郑州经开区),揭开了中国盾构研发的序幕。
“早期研发团队仅有18人,被喻为“盾构梦之队”。而后,自主盾构机的发展经历了从无到有,从有到优,从优到卓越领先的过程。”中铁工程装备集团设计研究总院副总工程师兼海外分院院长庞培彦向顶端新闻·河南商报记者介绍。
2008年,中国首台具有知识产权的复合式盾构机在河南新乡下线,并成功应用于天津地铁的修建。
经过20年的发展,如今的中铁装备在全国布局了20个生产基地,累计出厂盾构机超过1300台,安全掘进里程超过3000公里,具有掘进机生产特级资质,产品远销新加坡、以色列、阿联酋、意大利、丹麦等30个国家和地区,市场占有率连续十年保持国内第一,产销量连续五年世界第一。盾构机已经俨然成为河南骄傲、中国骄傲。
盾构机还能修建地下停车场
盾构机这个大家伙不仅能够穿山、跨海打隧道,还能应用在很多场景,例如修建地下停车场。
现有地下停车场的施工工艺,分为敞开式明挖和浅埋暗挖两种,其中,绝大多数用的都是敞开式明挖,然后浇筑钢筋混凝土。这种施工工艺,由于开挖面积过大,不但破坏环境,还严重影响交通。
2018年5月,中铁装备集团“中国首个盾构工法地下停车场、综合管廊示范工程”投入使用。
参与项目施工的组合式盾构机,由两台2.87×5.02米小矩形盾构机拼装组合到一起,形成一台5.74×5.02米大矩形盾构机,既能实现组合模式推进,也能实现分体推进,根据断面尺寸灵活组合。这套设备掘进运用了土压平衡原理,可以保证施工过程中地面环境安全,具有良好的地质适应性。
采用盾构工法修建地下停车场,这是国内首创,在世界上也没找到类似案例。
勇于创新,“中国制造”向“中国创造”迈进
采用盾构法修建地下停车场,只是由“中国制造”向“中国创造”转变的一个缩影。
早在2013年,中铁装备就研制成功了当时世界上最大断面的矩形盾构机,并成功应用于郑州市中州大道下穿隧道工程,开启了国内城市隧道建设新模式,而后中铁装备不断刷新自己创造的记录。
“这种产品,我们想到过,但是我们没有付诸实践,你们敢于创新,做到了,你们是好样的!”2016年4月,在德国慕尼黑宝马展上,面对中铁装备的矩形盾构模型,身为全球盾构机生产的标杆企业,德国海瑞克的高管啧啧称赞。
德国宝马展是世界上规模最大、国际影响力最强的工程机械、建材机械、矿山机械以及建筑、工程车辆和设备的专业展览会,每三年定期在德国慕尼黑举办。作为中国掘进机行业的领军企业,2016年,中铁装备首次出征德国慕尼黑宝马展,这也是中国中铁工业装备在国际市场的首次集体出征。
2020年中铁装备克服疫情影响,研制生产的土压平衡盾构机、硬岩掘进机,先后出口到波兰、澳大利亚等国,他们以良好的地质适应性和优质高效的掘进表现,不但征服了国内客户,也征服了海外客户,为“中国质量”赢得了尊严。2021年4月,中国出口巴黎地铁的盾构始发,助力其大巴黎地铁项目,成功进入了欧洲高端市场。
“出口到法国,具有重要意义。因为世界首台盾构机就是法国发明的,我们能将盾构机出口到法国,说明其对中国对盾构机产品的充分认可。”庞培彦介绍。
不断突破自我的背后,是研发投入在支撑。
“2021年,中铁装备研发投入5.56亿,研发投入占比9.67%,高于国企平均研发投入占比水平。”中铁装备科技部部长陈敬举向顶端新闻·河南商报记者介绍。
在“中国制造”向“中国创造”转变的这条道路上,中铁装备不断刷新着记录。
编辑 苗亚祥