 雙模式盾構機擁有國際領先地位的創新技術 |
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 易覺 |
| 掃一掃，看“國之重器”如何穿越複雜地層，盾地掘進。 |
 盾構機這個龐然大物能在城市地下掘進 |
隨著越來越多城市進行地鐵施工，“盾構機”這個詞也漸漸為大眾所熟悉。去年年底，廣州地鐵9號線順利開通，這條地鐵線路的成功通車，在國內創下了兩個首次：它是全國首條在岩溶區修建的地鐵線路，還是全國首條下穿高鐵路基的地鐵線路，其中立下大功的就是來自廣東本土的華隧盾構技術團隊研製的加強版盾構機。
四大核心創新技術
地下“神器”攻克複合地層
伴隨著碩大的盾構機刀盤徐徐啟動，新白廣項目XBZH-1標機場T3站—機場T1站區間的右線盾構在今年3月2日順利實現始發，標誌著世界首臺帶冷凍刀盤和複合式注漿系統的雙模式盾構機正式開啟了它的歷史使命。這臺擁有龐大的身軀、強悍的動力，搭載著眾多華隧建設集團科技創新成果的雙模式盾構機從一“出世”就備受外界關注。此次順利始發正式拉開了該工程盾構施工的序幕，後期還將有3臺同類型的盾構機陸續投入施工，屆時新白廣XBZH-1標將全面進入盾構施工階段。
除了廣州地鐵九號線外，三號線、五號線、六號線，深圳地鐵二號線、五號線，珠三角城際快速軌道交通、深層隧道排水系統……這些大型軌道工程都有著華隧的身影，它不僅穿越建築物、河流等工程，還穿越廣州南站、北站，穿越地鐵、白雲機場……無論是地面有著眾多重要建築物的機場，還是岩溶發育強烈的地質區間，都將無法阻止這個龐然大物的掘進。
事實上，從2010年2月開始，以易覺為負責人的盾構技術研發團隊正式成立至今的8年間，團隊獲得國家專利52項，開創業內先河，成功填補了國內盾構行業的空白。他介紹說，“其中並聯式泥水/土壓雙模式盾構機技術、MJS水平加固施工技術、盾構機冷凍刀盤技術、盾構機密閉始發及到達技術，合稱‘四大創新技術’，這些技術均在國際上具領先地位。”這些核心技術讓華隧盾構機成為地下施工的“神器”。
成功下穿武廣高鐵
技術支援惠及鄰省
據統計，截至2017年12月31日，中國內地累計有34個城市建成投運城軌線路5021.7公里。在巨大的軌道交通建設市場下，盾構掘進機械需求旺盛，行業高速增長。中國工程機械工業協會掘進機分會統計數據顯示，掘進機連續五年每年增長都在20%左右，我國一躍成為全球最大的全斷面隧道掘進機生產國和最大的市場。目前，我國廣東、遼寧、江蘇、山東、河南、湖南等省區在盾構機制造上發展強勁，截止到2017年末，據不完全統計，世界上直徑超過14m以上的盾構機數量約42臺，其中19臺在中國。
業內人士表示，各地複雜不一的地質情況既給了盾構施工企業攻堅啃難的機遇，也同時促進了盾構施工的技術發展。據悉，我國已啟動掘進機器人的研發，未來中國盾構機正朝著智能化方向邁進，所謂智能化就是將傳感技術和檢測技術加入其中，包括人工操作向智能化操作轉變，實現機械化和信息化的集成，以達到盾構的智能化。
事實上，華隧的技術創新的影響力已經正逐步顯現。2017年8月6日，在MJS水平樁的保護下，長沙市軌道交通4號線一標段盾構順利下穿處於運營狀態的2號線，標誌著長沙地鐵施工最大風險源被成功攻克。
安全保障
為技術核心
易覺用非常簡單的類比解釋了四大創新技術,這些創新都是建立在保證安全、控制風險的主要思路上。
就像飛機在航母上起飛和降落時最容易發生事故,盾構機始發和到達這兩個階段的風險也是很大的。始發時盾構機和周圍土體的密封還未建立，到達時盾構機和周圍土體的密封會瞬間破壞，極易造成水土流失甚至圍護結構的失穩。為了克服始發和到達時的風險，技術團隊逆向思維創新，給盾構機外增加了一個鋼套筒，保持盾構機無論始發還是到達都在密閉空間裡運行，這就是盾構機密閉始發及到達技術。這個套筒就像隧道的延續，在始發時提前使盾構機進入密封狀態，在到達又使盾構機在密封的狀態下與隧道分離。即使不從地面打孔加固，也能保證主體結構穩定和安全。此外，這技術既保障了施工人員的人身安全，也可保護地面的建築物。
冷凍刀盤技術，則是為了確保開倉的安全。盾構機的刀具在進行長距離掘進後，需要更換磨損的刀具。此時，作業人員需進入土倉，在地下與土壤直接接觸的環境中工作。這相當於在太空中，航天員要走出空間站，在太空中工作，非常危險。通過盾構機冷凍刀盤技術，將刀盤和土倉周圍的土體凍結起來形成一個保護罩，作業人員在保護罩中工作，這樣進倉作業的安全性就得到大大的提高。
密閉式盾構機主要有兩種模式：一種是泥水平衡式盾構機，一種是土壓平衡式盾構機，兩種模式分別適用於硬質和軟質土層。就像航天飛機既可在大氣層中飛行又可在外太空飛行一樣，並聯式雙模盾構技術，可以讓盾構機能夠很好地適應複雜多變的地質情況，充分應對華南地區的複雜地質條件，有效避免造成地表沉降、塌方等工程事故，完美地解決複雜地層中施工的多種問題。
MJS水平加固的施工技術，主要是防止地面沉降。在地底修建隧道，地面一般會出現小幅度沉降。MJS水平加固技術利用高壓下噴射出流體的運動能量形成一根根水泥柱，就好像我們在地下給它鋪了幾層架子，托住地面，再在水平柱下挖隧道就不會造成地面沉降了。
成立創新工作室
促進技術發展
華隧集團是屬於廣東省的地方企業，易覺坦言，雖然體量、規模等難以和實力雄厚的央企相比，但因為技術創新，在技術上仍能與他們同臺競技。尤其在廣州的地鐵、市政工程、引水隧道、城際軌道等方面可以與其比試一番。相比其他地方，廣東省的工程基本是採用開放型的招標模式，不僅讓造價更便宜，降低了城市的運營成本，而且也促進了本土企業的技術發展。招標中的硬指標包括完成多少工程、有多少設備，有多少技術人員，這些如果和大型央企比，可能較難超越，但是其中的誠信評分，在廣州表現如何，風險控制如何也有決定性作用，如果出現過事故就會被扣分，因此控制好風險就顯得格外重要。誠信分高就更容易中標，而華隧的技術創新是以保證安全、控制風險為主的。
易覺表示:“盾構技術最大的難題在於原材料、加工工藝和電器、軟件控制，我們團隊以盾構設備技術創新為核心，不斷增強自主研發能力，促進盾構設備國產化和優化升級，在佛山發起成立中鐵華隧聯合重型裝備有限公司，打造高端盾構裝備產業基地，首臺‘廣東造’國產硬巖掘進機已於2017年8月成功下線，標誌著華隧逐步從生產型、引進型的施工企業向高科技研發、製造型的現代化企業轉型升級。”
目前，華隧還成立了創新工作室，下一步對科技創新的支持力度會更大。除了四大發明，還有新材料研發，在新造的預製廠中，有新材料研究中心，除了製造隧道結構材料的預製管片外，還開發一些活性高強混凝土材料、生態城市用的透水磚、可培育綠植的混凝土等。
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