當我們乘坐地鐵、汽車穿越無數隧道時
窗外的一片黑暗是否讓你不禁想問
如此大的隧道到底是怎麼挖的呢?
用鋤頭?炸藥?剷車?
NONONO!你OUT了
現在我們有一種地下巨龍
——盾構機/TBM
它能夠幫助我們打通這些隧道!
2009年之前,我國大約有85%的盾構機依賴進口。其中,佔據歐洲大半市場份額的德國海瑞克,以產量1670臺居世界首位的三菱重工,以及擁有多個品牌的德國維爾特的表現最為搶眼。其中海瑞克就佔據國內盾構機市場的70%以上。
海瑞克
海瑞克股份公司位於德國,是機械隧道掘進領域中的技術和市場領導者。公司是全球唯一一家能夠提供適應各種地質條件的、直徑從0.10 米到19.0米的全系列尖端隧道掘進設備的供應商。
近年來,海瑞克在中國的市場也不容小覷,不少盾構機都參與到中國基建建設中。比如於2017年陸續投入到成都地鐵18號線的建設中七臺直徑8.6米的海瑞克土壓平衡式盾構機。過去幾個月,各臺海瑞克掘進設備在極具挑戰性的富水砂卵石地層以及複合地層中表現卓越,屢創佳績。
1月13日,在中國水電七局施工團隊的帶領下,成都地鐵18號線土建1標工程中從火車南站始發的海瑞克盾構機S-1040順利到達蜀繡路接收井,實現左線隧道貫通。
2017年11月,在成都18號線土建3標工程中,中國水電十四局的施工團隊應用了海瑞克土壓平衡式盾構機S-1042創造了全斷面砂岩掘進月進尺451.8米的新紀錄。
從2009年至今,海瑞克公司總共為成都地鐵9條地鐵線路建設提供了約40臺隧道掘進機(其中27臺新造設備),參與了超過100個盾構掘進區間的隧道建設,將建成130公里的現代化隧道。
隨著我國基礎設施建設開展,給予了盾構製造企業技術足夠的實踐案例及數據支持,盾構的新理念、新技術、新工藝不斷湧現。盾構行業經過多年的合縱連橫,
鐵建重工、中鐵裝備、中交天和、北方重工、隧道股份、三三工業等已成為中國盾構企業中的佼佼者,當然中船重裝、徐工、三一重工等企業也有涉及盾構機/TBM研發製造。部分全斷面隧道掘進機企業分佈圖
近段時間,鐵建重工、中鐵裝備、中交天和、隧道股份、三三工業等各自研發的“盾構機之最” 分別在海內外亮相,國內盾構製造領域的幾家霸主爭相“鬥豔”,且看哪家企業自主研發的盾構機最讓你驚豔?
鐵建重工
中國鐵建重工集團有限公司,成立的十年間,實現了質的飛躍,厚積薄發,已發展成為集隧道施工智能裝備、高端軌道設備的研究、設計、製造、服務於一體的專業化大型企業。擁有盾構TBM的先進生產設備200多臺套,盾構TBM年產能力達120臺套。產品遠銷美國、加拿大、非洲、西亞等30多個國家和地區;大型養路機械產業目前處於亞洲第一、世界第二的行業地位。
3月12日晚11點58分,隨著“轟隆”一聲巨響,由鐵建重工與水電三局共同研製的國產首臺雙護盾TBM“新水源一號”在蘭州市水源地建設工程項目輸水主洞全線貫通。
國產首臺雙護盾TBM“新水源一號”
設備簡介:2015年12月底國內首臺自主設計研發生產的雙護盾TBM“新水源一號”下線,具備敞開式、單護盾式和雙護盾式三種掘進模式,能夠根據地質情況、施工進度靈活選用不同的掘進模式,尤其是在雙護盾模式下,配置的兩套推進系統通過交替工作,能夠實現TBM不間斷連續掘進,大大提升了掘進速度。
設備應用項目:蘭州市水源地建設工程項目是蘭州市政府的“一號工程”,是國內首條採用TBM掘進、預製管片襯砌的有壓引水隧道、也是首次採用國產雙護盾TBM進行掘進施工的長距離引水隧洞。該工程主隧洞以III、IV類圍巖為主,地質災害頻發、斷層碎石帶密集,岩層多變和地質複雜情況國內罕見。
以劉家峽水庫作為引水水源向蘭州市供水。工程包括取水口、輸水隧洞主洞、分水井、蘆家坪輸水支線、彭家坪輸水支線及其調流調壓站、蘆家坪水廠和彭家坪水廠等。輸水隧洞主洞全長31.57公里。
鐵建重工部分盾構機/TBM縮影
2017年9月24日,由鐵建重工與中鐵十四局聯合研製,被譽為“中國最美盾構機”的國產首臺常壓換刀超大直徑泥水平衡盾構機“沅安號”正式下線。應用於常德沅江隧道工程項目建設。
2016年9月29日,由中國鐵建重工集團聯合中鐵十四局、中鐵十六局、浙江大學、中南大學、西南交大、天津大學等共同研發的國產首臺高鐵大直徑泥水平衡盾構機在鐵建重工下線。用於京沈客專望京隧道和豫機城際鐵路工程。
2015年4月18日,由鐵建重工自主研製的國產首臺單護盾岩石隧道掘進機(TBM) “領航一號”在重慶成功始發。應用於重慶軌道交通環線。
2014年12月,依託國家“863”計劃的國產首臺大直徑敞開式岩石隧道掘進機(TBM)在鐵建重工下線,2017年8月,該TBM在吉林引松供水工程中率先貫通隧洞。TBM最高日進尺86.5米、最高月掘進尺1209.8米,創當時國內開敞式TBM掘進歷史之最。
2013年8月3日,全球首臺長距離大坡度斜井岩石隧道掘進機(TBM)在長沙順利下線。
2010年8月,鐵建重工首臺自主研發的土壓平衡盾構機“永安號”成功下線。
中鐵裝備
中鐵工程裝備集團有限公司,是集隧道掘進機、隧道機械化專用設備、地下空間綜合開發、鋼結構等四大產業門類為一體的綜合性企業集團。具備年產盾構、TBM等150臺的產業化能力,擁有13大盾構製造基地。產品遠銷新加坡、馬來西亞、印度、黎巴嫩、以色列、越南、韓國、伊朗、埃塞俄比亞等9個國家,市場佔有率連續五年保持國內第一。
3月2日上午10時,隨著中鐵工程裝備集團自主設計研發的“中鐵238號“世界最小直徑硬巖掘進機刀盤緩緩破巖而出,標誌著黎巴嫩大貝魯特引水工程施工難度最大、距離最長的2號隧道順利貫通。
世界最小直徑硬巖掘進機
有多小呢?
直徑僅有3.5米
設備應用項目:2016年8月、9月,兩臺掘進機(中鐵237/238號)在黎巴嫩大貝魯特引水工程中先後投入使用,2017年5月,3號隧洞貫通,比原定計劃提前了1年;2017年8月,1號隧洞貫通,掘進速度遠高於世界同行;2018年3月2日上午10時,施工難度最大、距離最長的2號隧道順利貫通。
隧道部分全長約22公里,2號隧道長達11公里,“中鐵238號”TBM憑藉刀具背裝、小刀間距和刀具非線性佈置等針對性設計,在六百多米長的曲線段且地質條件差的情況下,依然取得優異的成績,創下了日進尺90.1米,月進尺1244.2米的記錄。
2017年10月26日,中國造最大直徑15.03米泥水平衡盾構機在鄭州中鐵工程裝備集團盾構總裝車間正式下線。
最大直徑泥水平衡盾構機
有多大呢?
直徑達15.03米
整臺重約4000噸
是迄今為止我國自主設計製造的
最大直徑的泥水平衡盾構機
它的成功下線
打破了國外品牌多年來一統全球超大直徑盾構的局面
設備應用項目:汕頭蘇埃海灣隧道是汕頭城市規劃中2020年前將建成的四條跨海通道之一,全長6.8公里,雙向六車道。建成通車後,將成為國內唯一一個兼具城市道路功能與一級公路的水下盾構隧道,同時也是目前國內綜合難度最大的大直徑盾構法海底隧道。
中鐵裝備部分盾構機/TBM縮影
2018年1月26日,伴隨著蒙華鐵路白城項目上一片歡呼聲,由中國中鐵工程裝備集團自主設計製造的世界首臺大斷面馬蹄形盾構機——“蒙華號”安全順利貫通。設備刀盤高10.95米、寬11.9米。
2018年4月21日,“彩雲號”TBM在雲南大瑞鐵路高黎貢山隧道成功穿越第一個地層交接湧水帶,掘進里程突破500米,單日掘進最高達到32.14米。2017年8月1日,我國自主研製的
最大直徑敞開式TBM“彩雲號”—“中鐵305號”在春城昆明下線。刀盤開挖直徑達到9.03米。2016年12月21日,由中鐵裝備集團聯合中鐵六局集團共同研製的國內鐵路隧道最大直徑土壓平衡盾構機——“麒麟號”在太原鐵路樞紐西南環線項目始發,全長135米,重2800噸,刀盤直徑達12.14米。
2015年10月,中鐵裝備一次簽下以色列6臺盾構的大訂單,6臺盾構全部用於以色列特拉維夫輕軌紅線項目,該項目曾作為以色列建國以來最大的政府特許基礎設施建設項目,西段由中鐵隧道局承建,東段由中鐵建中土集團實施。
2015年8月20日,由中鐵工程裝備集團設備公司自主研發的國內首臺硬巖泥水平衡頂管機在南寧市正式始發。應用於南寧市邕寧區龍崗片區道路BT項目利福路(四標段)汙水管頂管工程。
2014年中鐵裝備研發出首臺超大斷面矩形盾構機,是當時世界最大矩形盾構機,應用於鄭州市中州大道下穿隧道工程,破解城市建設擁堵難題。
2008年4月,我國自主研發製造的第一臺具有自主知識產權的複合式土壓平衡盾構機——“中國中鐵1號”在河南新鄉下線,併成功應用於天津地鐵3號線。
中交天和
中交天和機械設備製造有限公司,目前
擁有16項盾構機核心發明專利,25項盾構機核心實用新型專利。年產盾構100臺以上,創建了世界最大的盾構機生產基地(常熟基地)。盾構機產品覆蓋了土壓、泥水、複合式、敞開式、豎向掘進、敞開式TBM、雙護盾TBM等所有形式,產品獲得世界頂尖客戶的信賴並遠銷新加坡、日本、澳大利亞等。3月13日上午,由中交天和自主研發、出口海外首臺超大直徑泥水氣壓平衡盾構機下線。
中國首臺海外超大直徑泥水氣壓平衡盾構機
盾構機刀盤直徑達12.12米、
長94米、重2200餘噸,
是南亞地區目前最大直徑的盾構機。
打破了由發達國家對海外超大直徑盾構市場的壟斷,
標誌著中國盾構機設計研發能力達到了世界領先水平。
設備應用項目:將用於中交二航局參與施工的中國在海外最大的盾構公路隧道項目——孟加拉卡納普里河海底公路隧道工程。
項目總長3.5千米,其中盾構段長2450米,隧道最大覆土深度31米、設計水土壓力達0.59兆帕,以淤泥質粉質粘土、粉細砂等為主,在施工過程中極易發生砂層液化,且沉降控制困難,刀盤易結泥餅,切削麵易坍塌,排泥口易堵塞等難題。中交天和為此進行了針對性設計,採用適宜的刀盤防結泥餅設計、泥水系統分層逆洗技術、智能防沉降控制技術、泥水循環系統自動控制技術等多項首創技術。
中交天和部分盾構機/TBM縮影
2017年10月27日下午,歷史上首臺100%“西安地造”盾構機——“中交天和西安一號”在中交天和西安裝備製造有限公司成功下線,直徑6240毫米,重350多噸、長75米,用於西安北至機場站區間項目。
2017年6月28號,由中交天和研製的國內首臺用於城際軌道交通工程的大型盾構機 (直徑8.78米,主體重700多噸,盾構及配套總重超過1300噸)當日完成掘進16環(25.6米),創造了同類盾構掘進新記錄。
中交天和研製的上海十三號線三期108標用104工號盾構機在2016年12月24日成功穿越運營磁懸浮後,成為國內首個成功穿越運營磁懸浮區間的盾構。
北方重工
北方重工集團有限公司,工程機械產品包括盾構機、硬巖掘進機、煤礦掘進機、除雪機、混凝土攪拌機、多鬥挖掘機等系列產品。擁有完整的設計、實驗、檢測和計量手段,擁有完整的研發製造體系,200餘項專利和專有技術、200餘臺(套)新產品填補國家空白、111項產品或技術獲國家各級科技獎勵,有各類大型加工設備5000餘臺(套),產品遠銷30多個國家和地區。
北方重工部分盾構機/TBM縮影
2018年1月8日,中共中央、國務院在北京隆重舉行國家科學技術獎勵大會,由北方重工參與完成的《高速鐵路獅子洋水下隧道工程成套技術》榮獲國家科技進步二等獎。這項獲獎技術是北方重工盾構機在產品研發,科技創新領域榮獲國家科技獎勵的最高榮譽。
獅子洋隧道是中國第一條水下高速鐵路隧道,全長10.8km,其中盾構法隧道長9340m,由中鐵隧道集團和中鐵十二局集團使用北方重工製造的4臺直徑11.182m大直徑泥水盾構採用“相向掘進,地中對接,洞內解體”方式施工。
2017年1月2日,北方重工與土耳其科林集團在土耳其首都安卡拉簽訂了6臺直徑土壓平衡盾構機的銷售合同,將用於土耳其伊斯坦布爾地鐵項目。
2016年4月25日,由北方重工集團有限公司隧道掘進裝備分公司為中鐵上海工程局城軌分公司製造的φ6.28米土壓平衡盾構機在瀋陽地鐵10號線“理工大學站至張沙布站區間”左線再次始發,開始了它的第二次征程。2015年9月,該盾構機在瀋陽地鐵2號線北延線人傑湖公園站至蒲河大道站區間始發,於2016年1月7日順利貫通。
2015年4月,當時
亞洲最大直徑(14.1米)的土壓平衡盾構在北方重工集團有限公司下線。該臺盾構專為法國布依格公司總包項目——香港蓮塘公路隧道項目量身定做,被譽為亞洲最大的“地下航母”。隧道股份
上海隧道工程股份有限公司,起初為中國大型隧道及高端裝備研發建造的軍事保密單位,番號“4046”。1967年,自行設計製造了國內第一臺Φ10.22m網格擠壓盾構,應用於中國第一條越江隧道——上海打浦路越江隧道施工,打破了外國專家“在上海挖掘隧道就好比在豆腐裡面打洞”的預言。
3月27日,由隧道股份城建設計總院設計的寧夏“東熱西送”——華電靈武電廠向銀川智能化集中供熱項目黃河穿跨越工程盾構始發。
國產大直徑泥水平衡盾構機“初心號”
設備簡介:盾構開挖直徑9.05米,總長約132米,整機重量約1500噸,裝機功率3500千瓦。由隧道股份、中國鐵建、寧夏華電聯合研製,擁有完全自主知識產權。
設備應用項目:華電靈武電廠向銀川智能化集中供熱項目黃河穿跨越工程連續掘進距離達1838米,需兩次穿越黃河大堤,是全國首條穿越黃河的供熱專用盾構隧道工程,在2018年冬季起為寧夏銀川提供集中供熱,使銀川徹底結束“燒煤供熱”的歷史!
隧道股份部分盾構機/TBM縮影
2015年,針對城市軌道交通單洞及高環境保護的要求,在國際上首創研製了11.83m×7.27m類矩形盾構,在寧波軌交3號線試驗段施工中得到成功應用,整體技術達到了國際先進水平。
2014年12月,由隧道股份上海隧道自行研發的世界最大斷面矩形頂管在鄭州成功應用,在不封閉交通、不搬遷地下管線、不破壞街景的前提下,完成了110米長距離矩形頂管穿越,打通了鄭州城市主幹路——中州大道的下穿車行隧道,實現了超大斷面矩形頂管的“首秀”。
2014年12月,依託國家“863”計劃的國產首臺大直徑敞開式岩石隧道掘進機(TBM)在鐵建重工下線,2017年8月,該TBM在吉林引松供水工程中率先貫通隧洞。TBM最高日進尺86.5米、最高月掘進尺1209.8米,創當時國內開敞式TBM掘進歷史之最。
三三工業
遼寧三三工業有限公司 ,是國家級高新技術企業,擁有國家級盾構機/TBM隧道掘進機工程技術中心,是國內唯一能夠獨立實現設計、研發、製造、總裝,獨立生產全斷面隧道掘進機(TBM),並擁有自主知識產權的企業。擁有全球最大的生產製造車間,全球最先進的成套數控加工集群,年產量可達100臺,產品遍佈國內外地鐵、市政、水利、公路、鐵路、海底隧道等領域。
3月24日,由三三工業製造的全球最小直徑——3.3米直徑雙模式雙護盾盾構機誕生了!設備買家——美國超級掘進者公司(Super Excavators Inc.)副總裁Gregg Rehak先生親臨遼陽工廠驗收,Gregg Rehak先生是全球知名的隧道掘進機專家。
全球最小直徑-3.3米直徑雙模式雙護盾盾構機
設備簡介:該臺雙模式雙護盾TBM攻克了多項複雜的技術難關。首先是土壓和硬巖雙模式切換。其次是雙護盾構造,既有撐緊盾,又有伸縮盾,可以同步進行拼裝和掘進,工作效率大幅提高。第三是配置了快速卸載裝置,大大提高了管片運輸效率。第四是直徑非常小,外徑僅有3.3米,如此難度在世界上還沒有先例,設計上幾乎是不可能的。
設備應用項目:將應用於美國密蘇里州聖約瑟夫市Blacksnake河雨水分流改造項目。該改造項目將利用新的隧道系統攔截並疏導河流,使其與之前結合的排汙系統分離。項目包含一條約6650英尺長的隧道,隧道內徑7.5英尺,襯砌由含密封墊的預製混凝土管片拼裝完成。另外還包括一段通過螺旋鑽探方式建造的125英尺長、7.5英尺內徑的(北伯林頓)BNSF鐵路交叉口。項目在整條隧道各區間的連接處都會經歷由軟土地層到硬巖地層的轉變,並伴隨部分的複合斷面地質條件,施工難度極大。項目預計於2019年秋季完工。
三三工業部分盾構機/TBM縮影
2017年5月,三三工業與土耳其最大的建築承包商ALARKO聯合體簽訂了4臺6.5米複合式土壓平衡盾構機銷售合同,用於伊斯坦布爾地鐵工程,這也是三三工業與土耳其ALARKO公司的第二次合作。
2016年11月,遼寧三三工業有限公司與伊朗客戶簽訂了直徑9.5米複合式土壓平衡盾構機銷售合同,這是中國首臺大直徑複合盾構機出口海外市場,彰顯了三三工業在大直徑超大直徑盾構機制造領域的國際領導地位。用於伊朗大不里士引水隧道工程二號線,隧道全長12km。
2015年6月25日,由遼寧三三工業有限公司研發的我國具有自主知識產權的
複合式土壓平衡盾構在土耳其伊斯坦布爾汙水隧道工程(隧道長度10km)成功下線,它是遼寧三三工業有限公司首臺出口海外的土壓盾構,是我國首臺出口海外的小直徑土壓平衡盾構。刀盤開挖直徑為3.94m、開口率33%,設備總長89m、總重400t、總機功率524kW、總推力2136t、最大扭矩1883kNm、最大工作壓力6bar、最大適應坡度5%、最小轉彎半徑250m,刀盤表面採用特製耐磨合金全面覆蓋,盾體採用特製鋼材提高盾體耐磨性,適用於城市地下管廊工程和高磨蝕性複合砂卵石地層施工。其他
中船重裝
2017年7月12日,中船重裝Φ6420mm土壓平衡盾構機(中船盾構50號機)在南京溧水區寧溧線TA09標區間右線順利貫通!標誌著中船盾構自主品牌盾構機成功能滿足華東市場需求,為中船重裝的市場開拓邁出了重要的一步!
設備應用項目:南京寧溧線TA09標為上海隧道工程有限公司施工工程項目,工程隧道長度共2166米,其中右線902環長度1082.4米,左線903環長度1083.6米,全線地層地質為全斷面中風化安山岩,硬度達60MPa以上。
徐工
2016年9月10日,由徐工集團凱宮重工南京有限公司生產的1臺出廠編號為S-1009的複合式土壓平衡盾構機“信·和六號”順利始發。
設備簡介:徐工凱宮盾構機刀盤直徑為6.48米,總長86米,盾構機總重450噸,由刀盤、前盾、中盾、盾尾、拼裝機、螺旋機、設備橋架、後備臺車等12個部分組成,系統驅動為液壓動力,使用10kv高壓配電,具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成型、不受氣候影響、不影響隧道頂路面交通等特點,可使掘進效率提高8到10倍。
設備應用項目:徐州地鐵1號線為東西向骨幹線,是連接鐵路徐州站和京滬高鐵徐州東站的樞紐。徐工盾構機所在標段區間將包括三個車站(西安路站、文化宮站、徐州火車站站)、四區間(西安路站~彭城廣場站區間、彭城廣場站~文化宮站區間、文化宮站~徐州火車站站區間、徐州火車站站~站東廣場站區間)和一個聯絡通道,雙線共4710.158m,是整條一號線地質狀況最複雜、施工難度最大的區間段。
三一重工
2014年1月13日,三一重工首臺土壓平衡盾構機準確貫穿北京地鐵6號線2期15標段隧道(隧道區間全長1064米)。
設備簡介:三一首臺盾構機直徑6.15米,長約80米,重達450噸,最大掘進速度為每分鐘8釐米,平均日進尺11.5米,單日最高進尺25米,單月最高進尺446米,工作性能絲毫不遜色於進口的同類型盾構機。
通哥說
以上單位都是盾構企業中的佼佼者,但是他們的成立時間卻不盡相同,有的還相差甚遠:
鐵建重工、中鐵裝備、中交天和雖然成立時間不長,但近幾年在盾構方面的發展卻勢如破竹,市場份額不斷增加,是什麼讓這幾家單位能夠後發先至呢?
通哥認為根本原因在於他們都有得天獨厚的優勢,他們所在的央企推行全產業鏈發展,內部的市場促進他們不斷前進,比如近幾年 軌道交通的發展,以及PPP項目、BT項目等的推廣為他們提供了很大一塊市場,自己中標,然後用自己生產的盾構。
從上表可以看出,近幾年,中國中鐵、中國鐵建
在軌道交通方面新籤合同額逐年增加,這也為盾構打開了越來越大的市場發展空間。厲害不?還不止這些,就在今年4月12日,中鐵裝備、鐵建重工成功獲批國家全斷面隧道掘進機生產企業特級資質,盾構實力得到了國家認可,目前也僅有這兩家企業獲此殊榮。
當然,其他企業也都有自己的優勢:
三三工業的發展加速度也是驚人的大,真可謂後起之秀啊!
北方重工出口份額可以說是國內最大的。
隧道股份是國內最早涉及盾構施工和盾構設計、製造的企業,有豐富的的地下施工及盾構掘進經驗,在新加坡市場份額也比較大,據悉,隧道股份進駐新加坡已有20週年。
看完這些盾構神器,你們有什麼想法呢?留言欄告訴通哥,同時也為你心中真正的盾構霸主加油打氣吧!
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