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行業(yè)新聞
國家工業(yè)密碼｜從0到No.1，中國盾構(gòu)機(jī)打了場“翻身仗”
時(shí)間：2024-09-26    來源：國資小新、中國鐵建    分享：
今天帶來《國家工業(yè)密碼》故事第十八集——《從0到No.1，中國盾構(gòu)機(jī)打了場“翻身仗”》
有一個(gè)5000多年前
就有人類繁衍生息的地方，
至今還沒有通上火車。

它坐落在中國東海海域，
是中國的第一大群島，
如今，
每年還有超5000萬游客登島，
它
就是舟山群島。

▲舟山群島

舟山對火車有多向往？
從一個(gè)事例可見一斑：
雖然島內(nèi)沒有鐵路，
但卻放著一列“南洞功勛號”火車，
還成為網(wǎng)紅打卡地。

▲“南洞功勛號”火車

火車想要開上群島，
首先要挑戰(zhàn)的就是金塘水道。
沒錯(cuò)，就是那條進(jìn)出世界第一大港——
舟山港的黃金通道，
每年都有上萬艘運(yùn)輸船經(jīng)過此處。
既要通火車，
又不能影響十萬噸級以上的船舶自由進(jìn)出，
怎么才能做得到？

換個(gè)維度看問題。
敢于想象的中國工程師們
把目光投向了海底，
決定用盾構(gòu)機(jī)
在海底掘出一條高鐵隧道。
今天帶來《國家工業(yè)密碼》故事
第十八集
《從0到No.1，中國盾構(gòu)機(jī)打了場“翻身仗”》
???

金塘海底環(huán)境非常復(fù)雜，
看似松軟的泥沙之下，
其實(shí)還暗藏著連綿不絕的“山脈”，
要在金塘海底
挖一條全球最長海底高鐵隧道，
難度非同尋常。

▲由中國鐵建承建的金塘海底隧道縱剖圖

2024年5月，
由中國鐵建建設(shè)的
甬舟鐵路金塘海底隧道
開始相向盾構(gòu)掘進(jìn)，
猶如“孿生兄弟”的
“甬舟號”和“定海號”盾構(gòu)機(jī)
將在未來的3年內(nèi)，
奔赴萬米，在78米深的海底相會。

▲由中國鐵建研發(fā)的“甬舟號”盾構(gòu)機(jī)

▲由中國鐵建研發(fā)的“定海號”盾構(gòu)機(jī)

中國建設(shè)者
何以有勇氣挑戰(zhàn)這樣的世界難題？
那就要說到為“基建狂魔”
立下汗馬功勞的重器——盾構(gòu)機(jī)。

從無到有，開啟屬于中國的盾構(gòu)時(shí)代


上天有神舟，下海有蛟龍，
追風(fēng)有高鐵，入地有盾構(gòu)。
如今，
那些世界最深、最長、最大的超級工程中，
都有中國盾構(gòu)制造和施工技術(shù)的身影。

盾構(gòu)機(jī)是如何工作的呢？
我們可以把盾構(gòu)機(jī)比喻成“鋼鐵蚯蚓”，
巨大的刀盤就是它的頭部，
密密麻麻的刀具就是它的牙齒，
刀盤在前方“啃泥噬巖”向前掘進(jìn)，
身后環(huán)環(huán)管片拼裝，
對隧洞起支撐作用，
盾構(gòu)機(jī)走過隧道成型。

200年前，
法國工程師布魯諾爾“靈光一閃”，
從鑿船蟲得到靈感，
發(fā)明了盾構(gòu)機(jī)，
并成功修建了泰晤士河隧道。

但直到十幾年前，
我國盾構(gòu)機(jī)制造領(lǐng)域幾乎還是一片空白。

1997年，
為了建設(shè)西康鐵路秦嶺隧道，
中國第一次進(jìn)口了兩臺德國盾構(gòu)機(jī)。
盾構(gòu)機(jī)施工不僅效率大幅提升，
而且施工過程安全性大大提高。
但是，在享受安全高效的同時(shí)，
我們也不得不接受
將近七個(gè)億的高昂設(shè)備費(fèi)用。
2006年之前，
中國就從國外進(jìn)口了130多臺盾構(gòu)機(jī)，
花費(fèi)上百億！

中國希望在盾構(gòu)領(lǐng)域打一場“翻身仗”。
2002年，
盾構(gòu)機(jī)被列入國家“863”計(jì)劃，
開始了關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

2004年，
第一臺由中國人自己設(shè)計(jì)制造的
“先行號”863盾構(gòu)機(jī)誕生，
這臺盾構(gòu)機(jī)的直徑雖然僅有6.34米，
但屬于中國的盾構(gòu)時(shí)代自此拉開序幕。

▲“先行號”盾構(gòu)機(jī)

2008年4月，
我國第一臺可以在復(fù)雜地質(zhì)中作業(yè)的
“中國中鐵1號”盾構(gòu)機(jī)在河南成功下線。
再到2020年9月，
國產(chǎn)首臺16米級盾構(gòu)機(jī)
“京華號”在長沙問世，
中國盾構(gòu)機(jī)制造有了大的跨越。

▲由中國鐵建研發(fā)的“京華號”盾構(gòu)機(jī)

從有到優(yōu)，掌握巨獸“換牙”黑科技


僅僅數(shù)十年的時(shí)間，
盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造了
超乎想象的“中國速度”。
但你可知道，
從0到1、從1到N的中國盾構(gòu)機(jī)，
一次次的創(chuàng)新與迭代背后，
是央企建設(shè)者們從實(shí)踐中一點(diǎn)點(diǎn)摸索來的，
卡脖子技術(shù)也要自己一項(xiàng)一項(xiàng)去攻破。

2005年，
南京長江隧道的修建備受矚目，
被稱為“萬里長江第一隧”。
掘進(jìn)到600米時(shí)，
引進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)參數(shù)突然異常，
開始“罷工”。
原來是盾構(gòu)機(jī)刀具被磨掉，
刀盤部分結(jié)構(gòu)也被磨沒了！
盾構(gòu)機(jī)沒有了“牙齒”，
甚至“牙床”也受到了影響。

事實(shí)上，
盾構(gòu)機(jī)的刀具，
要針對地形“量身定制”。
面對長江底下的卵石地層，
中國鐵建的工程師分析了刀具的設(shè)計(jì)原理，
重新設(shè)計(jì)出了一款“更耐磨”的合金刀具，
再次啟動盾構(gòu)機(jī)后，
可以一口氣挖掘400米不換刀，
比原裝刀具耐用率提高了8倍。

▲自主研發(fā)刀具和原裝刀具掘進(jìn)對比圖

但面對“復(fù)雜多變”的“長江”，
這樣的改造還不夠。
更換刀具，
以往都是帶壓進(jìn)倉，
這需要繁瑣的加壓、減壓操作，
被業(yè)內(nèi)稱為“刀尖上跳舞”。

盾構(gòu)機(jī)制造之初，
中國鐵建工程師就提出常壓換刀的設(shè)想。
在這場危機(jī)的處理中，
他們更是一馬當(dāng)先，
在常壓環(huán)境下完成刀具更換，
第一代常壓換刀技術(shù)至此誕生！

此后十年，
他們又研發(fā)出第二代、第三代換刀技術(shù)，
應(yīng)用范圍更廣、操作更加便捷。
如今，
更是在“智能化”加持下
攻堅(jiān)機(jī)器人換刀技術(shù)。

▲由中國鐵建研發(fā)的四代換刀技術(shù)

從優(yōu)到強(qiáng)，大盾構(gòu)有了全球最強(qiáng)“中國心”

從落后百年到全球領(lǐng)先，
我們僅僅用了十余年時(shí)間，
但中國盾構(gòu)機(jī)真的就“無敵”了嗎？
并非如此。
盾構(gòu)機(jī)全面自主化的“最后一環(huán)”——
主軸承依然需要攻克！

如果將盾構(gòu)機(jī)比作一個(gè)人，
那么主軸承堪比心臟。
主軸承長期以來依賴進(jìn)口，
就如同“心臟”被攥在別人手心。

2023年10月，
由中國鐵建自主研制的
直徑8.61米
盾構(gòu)機(jī)主軸承在長沙下線，
這是迄今全球直徑最大、單體最重、
承載最高的整體式盾構(gòu)機(jī)主軸承，
國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)主軸承
也實(shí)現(xiàn)了從中小直徑
到超大直徑型譜的全覆蓋，
國產(chǎn)大型盾構(gòu)機(jī)全面國產(chǎn)化指日可待。

▲由中國鐵建研制的直徑8.61米盾構(gòu)機(jī)主軸承在長沙下線

不僅如此，
浪漫的中國工程師
還為盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)了不同的皮膚。
京劇臉譜，熊貓、醒獅、麒麟……
國潮元素與大國重器巧妙結(jié)合，
彰顯著地域特色，
使工業(yè)機(jī)器充滿了靈魂和生命，
成為中國品牌的“代言人”，
向世界講述著中國故事。

▲不同涂裝的盾構(gòu)機(jī)刀盤

一條條隧道構(gòu)成的市政網(wǎng)絡(luò)、
地下交通正慢慢形成，
更深層次的地下空間迎來高速發(fā)展，
相信在未來，
《流浪地球》里的“地下城”將不再是科幻。
而千伏電壓橫臥長江、
高鐵飛馳百米海底、
鐵路上島通達(dá)世界，
如今還有更多的科幻場景
在盾構(gòu)家族的掘進(jìn)下成為現(xiàn)實(shí)。


75載歲月崢嶸，在中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下，新中國在幾乎“一窮二白”的基礎(chǔ)上，建立起今天門類齊全的現(xiàn)代工業(yè)體系。千千萬萬國有企業(yè)建設(shè)者用智慧和血汗筑就了立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基、富國之源。如今，國有企業(yè)作為新型工業(yè)化的主力軍，在航空航天、信息技術(shù)、能源電力、裝備制造等領(lǐng)域打造出一大批領(lǐng)跑全球的重大成果，推動我國工業(yè)實(shí)現(xiàn)高端化、智能化、綠色化的歷史性變革。


新中國成立75周年之際，國務(wù)院國資委新聞中心聯(lián)合新華網(wǎng)、云聽APP、喜馬拉雅APP、機(jī)械工業(yè)出版社推出《國家工業(yè)密碼》——有聲故事網(wǎng)絡(luò)互動傳播活動，以國有企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)為起點(diǎn)，回顧國資央企打造工業(yè)體系的生動故事，解析寶貴經(jīng)驗(yàn)的奮斗密碼，展望以中國式現(xiàn)代化全面推進(jìn)強(qiáng)國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)的光明前景。



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