在青島地鐵2號線施工過程中,有一臺重型設備大放異彩,它就是DSUC型雙護盾硬巖隧道掘進機“貫龍號”,也被大家俗稱為“鉆地龍”。這臺設備的應用改變了目前地鐵隧道施工單純依靠爆破的方式,無論多么堅硬的巖石都會“服軟”,掘進速度為常規鉆爆法的3到5倍,大大縮短了青島地鐵的施工周期。
大塊頭有大智慧
據介紹,“貫龍號”是中國船舶重工集團公司(以下簡稱中船重工)(青島)軌道交通裝備有限公司與意大利SELI公司合作,聯合設計制造針對青島地質量身定制的硬巖隧道掘進機,總長度為135米,開挖直徑6.3米,總重量850噸,頭部有41把圓形鉆刀,開挖隧道時,主要依賴這最前面的滾刀,這些由合成鋼材制成,每把滾刀約重180公斤。
該機型具有多種工作模式、巖層通用性、機構緊湊性等特點,針對青島地質可采用相應工作模式能安全通過堅硬圍巖、強風化圍巖及斷裂破碎帶地層,該機型可滿足青島地鐵及世界各地硬巖隧道的施工要求。DSUC型雙護盾硬巖隧道掘進機(TBM),所有結構及組件都進行了優化設計,可在各類圍巖條件下高強度掘進,同時將掘進和支護合為一體,利用回轉刀具破碎洞內圍巖并形成整體斷面,相對于傳統的鉆爆法隧道施工模式,更加安全、可靠、快速,能應對各種硬巖復雜地質,對強風化花崗巖、破裂帶、地質斷層有針對性應對,使掘進過程安全、安靜、高效,有效減少對周邊環境的影響?!柏烗執枴盌SUC型雙護盾硬巖隧道掘進機(TBM)憑借超前的設計理念及諸多高新技術的應用榮獲青島市設計類“市長大獎”。
作為“貫龍號”的制造者,中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司主要產品為隧道掘進機,包括硬巖隧道掘進機(TBM)和復合式土壓平衡盾構機(EPB),此設備是集機、電、液、光、氣、信息技術于一體,高智能、新型先進的隧道施工重大技術裝備,是中船重工集團內惟一一家隧道掘進機生產企業。
在2號線的隧道施工中,除了使用中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司制造的“貫龍號”之外,還率先采用復合式土壓平衡盾構機(EPB),該設備用于軟巖、砂層等區段的掘進,最大程度降低施工風險,避免地面建筑沉降。為了應對青島硬巖地質條件,復合式土壓平衡盾構機(EPB)刀盤配置41刃18″重型滾刀、3m主軸承并安裝了9個液壓馬達,驅動功率大、轉速快、扭矩大,在軟巖地質中表現優異;轉速范圍為0~4.5rpm,總推力為39914kN,在遇到硬巖地質時,與普通復合式EPB相比,破巖能力和掘進速度表現更為明顯。
目前,雙護盾硬巖隧道掘進機只在青島地鐵2號線小試牛刀,它更大的用武之地是在地鐵1號線建設上,將有2臺雙護盾硬巖隧道掘進機和4臺復合式土壓平衡盾構機同時在1號線現場作業,最終作業設備分別達到8臺和12臺。
緊抓核心技術
“科技是第一生產力”,對于裝備制造公司來說,這句話尤為重要,沒有自己的核心科學技術就會逐漸被市場所淘汰。
中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司在自身的發展中十分重視技術的研發,每年都投入大量的資金作為研發投入對技術人員進行專業培訓。公司設有研發中心,共有大中專以上學歷的研發人員20余人,從事機械設計工作多年,有著豐富的經驗,先后完成了多項創新、技術改造,并采用先進的計算機輔助設計軟件以及有限元分析軟件,對隧道掘進機三維實體模型進行模擬計算,優化結構設計,特別是對焊接結構的力學計算和分析,從而保證設備運轉的可靠穩定。2011年10月,中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司“院士專家工作站”掛牌成立,是青島市高端裝備制造企業第一批院士專家工作站。
打通發展脈絡,中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司堅持技術創新,不斷推動掘進機領域的技術向著標準化,專業化的方向發展,目前公司已獲得“掘進機用支撐靴及掘進機”、“集成支護系統及裝有該集成支護系統的隧道掘進機”、“一種復合式雙護盾隧道掘進機”,3項實用新型專利,“適用于復雜地層的掘進機”1項發明專利,還有“一種復合式雙護盾隧道掘進機”、“集成支護系統及裝有該集成支護系統的隧道掘進機”2項發明專利正在審批中。