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觀察者網實地探訪中鐵裝備:盾構機駕駛技術,了解一下?
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周遠方zhouyufang@guancha.cn
最后更新: 2023-05-12 16:08:59【文/觀察者網 周遠方 編輯/尹哲】
“從‘中鐵1號’到‘中鐵1000號’,中國用12年時間,走過了主要競爭對手德國50多年的發(fā)展道路”,中鐵裝備副總經理張志國感嘆。
也許,正是因為我們追趕的腳程太快,對大眾來說,可能許多人早已習慣了上下班便捷的地鐵交通,習慣了乘坐過高鐵穿山越嶺,穿江過海,但對于盾構機的認識,可能還僅僅停留在見過外形,大體知道它的功能。
怎樣駕駛一臺盾構機?它是如何工作的?中國盾構機在全球如何迅速走過跟跑階段、逐步實現(xiàn)大體并跑、局部領跑?
2021年中國品牌日(5月10日至12日)前夕,觀察者網參加由國務院國資委新聞中心組織的“走進新國企業(yè)·智能制造”大型采訪活動,4月25日,我們與新華社、科技日報等16家媒體一起深入鄭州市第六大街地底十七米,實地探訪盾構機施工的最前線。
以下這段1分多鐘的短片,展示了5種盾構機的工作原理和應用場景。
在視頻中一開始登場的,就是最常用的土壓平衡盾構機,主要用于城市地鐵、地下綜合管廊施工等。
觀察者網在鄭州探訪的就是這種盾構機的施工現(xiàn)場,我們從掘進隧道入口前進數(shù)百米,走到了如圖所示的盾構機駕駛艙所在的位置。
在盾構機駕駛室,可以看到多個屏幕,分別顯示盾構機周圍各個角度的視頻影像、盾構機前端刀盤上的復雜數(shù)據(jù)、盾構機上各種探測設備感知到的環(huán)境數(shù)據(jù)等關鍵信息。
地下盾構機駕駛室
在進入地底掘進隧道前,我們已經在地面上的施工指揮中心大屏幕上看到過同樣的信息?,F(xiàn)場施工人員介紹,前端駕駛室能夠看到的數(shù)據(jù)和影像通過光纖傳到地面上的指揮中心,兩者的信息是完全同步的。
地面上的盾構施工指揮中心
中鐵工程裝備集團智能院副院長荊留杰介紹,地下施工和地面監(jiān)控的數(shù)據(jù)實時同步,體現(xiàn)了一個盾構機掘進過程中的數(shù)據(jù)采集傳輸能力,我們會在盾構機上安裝一個數(shù)據(jù)采集盒,就像飛機上的黑匣子,所有的數(shù)據(jù)通過采集都會匯總到我們后方的數(shù)字化平臺,對后續(xù)的設備制造和施工方案都提供巨大的參考價值。
我們在地下看到,盾構機巨大的刀盤在前方轉動,粉碎遇到的軟巖、沙土等地質結構,形成的渣土通過皮帶向隧道外運輸,同時根據(jù)遇到的不同地質情況,由駕駛員決定一定配方的回填材料,進行回填平衡。
盾構機向前掘進一小段以后,就要在隧道壁上鋪設高強抗?jié)B混凝土鑄成的盾構管片。
管片首先沿著軌道被輸送小車運進隧道,然后由工人遙控操作管片機鋪設到隧道壁上。
準備鋪設的管片(左)和手拿鋪管遙控器的工人(右)
最后,盾構機后方伸出液壓盾構千斤頂,頂住鋪好的管壁,產生反作用力,繼續(xù)向前運動。
這一過程被中鐵工業(yè)黨委宣傳部長王偉形象地比喻為“咬的動、吃得下、穩(wěn)得住、吐得出”,
在視頻中第二個登場的TBM(TBM特指硬巖隧道掘進機,為盾構機的一種)的動畫,就較為清晰地表現(xiàn)了如何“咬的動,吃得下”和如何“吐得出”。
那么,盾構機駕駛員的經驗和技術體現(xiàn)在哪里呢?
荊留杰舉了個例子,比如說在硬巖掘進過程中,排出來的渣片比較完整,巖粉和規(guī)則的片狀比較多,那么狀況就比較好,如果皮帶機上出現(xiàn)一些大塊的渣片,切面很破碎、不規(guī)則的話,或者是水比較多的時候,就可以判斷前方地層不穩(wěn)定,這時候就要調整掘進參數(shù),放慢刀盤轉動和掘進的速度,減少擾動。
不過,在施工過程中,如果地質探測不清楚,或者掘進過程中特別依賴司機的經驗,是會造成一些問題的,荊留杰坦言,如果掘進參數(shù)設置不合理,刀具可能磨損得比較快,甚至出現(xiàn)異常和損壞;甚至在掘進過程中可能遇到斷層和破碎帶,處理不當可能會導致塌方,卡住我們的設備,一旦出現(xiàn)這種情況,基本上就會耽誤工期。
張志國在座談中舉了一個有驚無險的例子,去年年底在瑞麗滇中引水隧洞工程的時候,直徑9.83米的盾構機,1.7公里的引洞走了一半,遇到了喀斯特地貌,再往前一點就是一個大溶洞,處理不當設備很可能就掉進去,好在有超聲波探測設備提前預警,及時做了注漿填實處理,才避免了事故。
滇中引水工程萬家隧洞4號支洞提前與主洞連通(中國日報圖)
- 責任編輯: 周遠方 
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