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在城市地鐵、公用隧道、公路、鐵路、海底隧道等基礎設施建設中，需要挖隧道的地方都能看到盾構機。

盾構機隊長是什么人，是怎么制造出來的？

在全球最大的高端地下工程設備制造基地——中鐵建設重工集團長沙工業(yè)園，正在制造盾構機。

盾構機，全斷面隧道掘進機的學名，是用于地下施工的超級設備，在工程機械中有“工程機械之王”和“船舶空母船”的稱號。

中國鐵建重工掘進機設計研究院工程師鐘慶告訴我們，這里生產(chǎn)的盾構機主要有三種:EPB盾構機、硬巖盾構機和泥水平衡盾構機。

EPB盾構機幾乎可以適用于所有地層，占地面積小，成本低。

硬巖掘進機適用于長距離、大體積的隧道開挖。特別是在堅硬巖石分布廣泛的山區(qū)，往往首選堅硬巖石掘進機。

泥水平衡盾構機適用于高含水量土層或隧道上方有水的地方。這種盾構機在很多城市都是用來挖越江隧道的。

盾構機有不同的結構，但一般都是鉚接和總裝的方式制造。

零件的鉚接和焊接是盾構機制造中的重要環(huán)節(jié)。主傳動、盾體、刀盤等主要部件在鉚焊車間加工。

鐵建重工制造總廠的智能班組長陳勇告訴我們，工廠接到生產(chǎn)任務后，所有板材都會“通過下料小組，由數(shù)控機床成型后，繼續(xù)轉入下一道工序，轉入圈，還要去我們其他的機器加班組?！?/p>

然后，陳勇帶我們看了盾構機驅動的下料成型。

主傳動軸承圈很厚，板厚可以達到120甚至140 mm，這種厚度的板不容易焊接。

它采用一種叫窄間隙焊接的大熔透焊接技術，使兩個環(huán)內外拼接在一起，保證焊后表面無氣孔夾渣、咬邊、未焊透等缺陷，滿足100%一級焊縫檢驗要求。

焊接后的零件應送至退火爐退火，以消除應力，細化晶粒，便于后期精整。

“在退火溫度下，我們會根據(jù)零件的厚度進行輕微調整，”陳勇說。“我們這里基本上是580度和20度。”

各種零件加工完成后，會送到總裝車間組裝盾構機。

盾構機主要由挖掘機構、盾構殼體、驅動裝置和導向系統(tǒng)組成。

刀頭是挖掘機構中最重要的部件之一。鐘青打了個比方:“刀盤相當于我們人體的牙齒。整個紅色刀盤上有很多空孔，就是我們要裝刀的地方?！?/p>

“刀盤后面的白色區(qū)域是盾體，主要為我們的關鍵部件的所有部件提供接口和重疊部分?！?/p>

除了刀盤和盾體，盾構機的另一個核心部件是主傳動。盾構機工作時，主傳動上的電機為盾構機刀盤的旋轉開挖提供持續(xù)的動力。

主驅動的吊裝非常精準，會持續(xù)幾個小時。在吊裝過程中，工程師應不斷調整主驅動的位置角度，以確保其能夠按照既定的方案準確安裝在盾構機的盾體內。

光有權力是不夠的。為了控制牙齒的各種運動，盾構機需要一個大腦和一個主控室。

“所有盾構機的操作，包括我們與地面的通訊、控制刀盤的啟動、停止和控制螺旋機。”

為了確保隧道在掘進過程中不會偏離，盾構機需要非常關鍵。

在盾構掘進過程中，由于地層的變化等原因，刀盤會受到不均勻的應力，導致盾構機的姿態(tài)發(fā)生變化，容易發(fā)生偏移。此時，需要導向系統(tǒng)來校正盾構機的方向。

鐘青把導向系統(tǒng)比作盾構機的眼睛，這個“眼睛”可以達到1秒的精度。

至少過了六個月，就制造出了盾構機。每臺盾構機都是根據(jù)工程的具體要求量身定做的。

例如，面對極其堅硬的巖石，需要采用特殊的刀頭設計，選擇特殊的刀片。

“在巖石極其堅硬的情況下，我們的刀盤將采用6輻至8輻的重型刀盤設計，并采用大直徑軸承的滾刀。相當于強化我們的牙齒?！?/p>

在地下水豐富或水下隧道等工程建設中，盾構機需要克服防水和抗高壓的問題。

“主傳動密封可以承受10公斤的壓力。10斤相當于多少？在100多米水深的地方浮潛是正常人。”

到目前為止，鐵建重工已經(jīng)生產(chǎn)了8個系列，130多種類型的掘進機，包括3個行駛方向，直徑0.5-25m。在國內盾構機的競爭壓力下，國外盾構機被迫降價50%以上。

不僅如此，國產(chǎn)盾構機還遠銷世界各地。

鐵建重工自主研發(fā)的11米大直徑盾構機用于莫斯科地鐵三號線換乘環(huán)線東段大直徑盾構工程。這也是目前中國出口歐洲最大直徑的盾構機。

此外，中國的盾構機還參與了韓國、印度、土耳其、斯里蘭卡、秘魯?shù)葒业捻椖俊?/p>

長沙的超級盾構機廠，9月底剛剛組裝了一臺16m超大直徑的盾構機，正式下線，創(chuàng)下了國產(chǎn)盾構機最大直徑的新紀錄。

聲明