中国自主研制国内最大直径硬岩隧道掘进机“彩云号”在昆下线

昆明发布

2017-08-14 09:42   来源:昆明发布 微博

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昆明造的“大块头”已达到了世界先进水平。
工人们庆祝“彩云号”在昆明成功下线。 
根据昆明信息港讯报道,隧道掘进机,人送绰号“金刚侠”。在我国,习惯将用于软土地层的掘进机称为盾构机,将用于岩石地层的掘进机称为硬岩掘进机。国产隧道掘进机从问世起,十几年来,每年都会为国家节省100多亿元建设资金。
作为一种隧道掘进的大型、专用的施工机械,现代的隧道掘进机不仅具有开挖切削土体、输送土碴的功能,而且具有拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,被广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
近日,我国自主研制的国内最大直径硬岩掘进机——“彩云号”在昆明下线。这个月底,它将被20多台载重100吨的大卡车分解运送到高黎贡山隧道施工现场“大显身手”。
此时,中铁隧道集团大瑞铁路项目部总工程师司景钊早已按捺不住内心的喜悦:“过去的科研技术条件在高黎贡山开隧道几乎没法施工,但新的TBM机(硬岩掘进机)的研制,让我们的施工从蓝图变成了现实。”
采访当天,记者见到“彩云号”时,虽然已有心理准备,但还是被它的气势镇住了。“彩云号”有3层楼高,230米长,人站在它的面前,瞬间变得矮小。
“彩云号”硬岩掘进机全身上下有上万个部件。
云南有“彩云之南”之称,而高黎贡山隧道途经的德宏州素有“孔雀之乡”的美称。因此,研发设计人员将这两个元素结合,别出心裁、创造性地对这台设备外观进行了特色呈现,以白色刀盘为底,用七色绘出一幅巨型孔雀图案,远远看去,恰似一只开屏的孔雀正在向人们展示她的魅力,因而这台设备也就有了一个极富特色的美丽名字——“彩云号”,更代表了“云南盾构云南造”的宏伟战略目标,也让“大块头”有了“史上颜值最高掘进机”的美称。
大理到瑞丽铁路的控制性工程——高黎贡山隧道,是亚洲最长的山岭铁路隧道。隧道穿越地形地质条件极为复杂,最大埋深达1155米,堪称铁路建设史上的地质博物馆,施工难度在目前世界隧道工程领域中首屈一指。高黎贡山隧道全长34.5公里, “彩云号”所要经过的12.8公里路程并不轻松,要钻透高黎贡山坚硬的岩石,还要经受高地热、高地应力、高地震烈度的层层考验,所以,“彩云号”不仅块头大,还有大智慧。
中铁电建重型装备制造有限公司董事长刘金祥介绍,“彩云号”的设计建造历经3年多,先后有上百人参与其中,它的结构及工艺非常复杂,技术含量高,不仅集光、机、电、液、传感、信息等各种先进技术于一体,而且涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,全身上下有上万个部件。
凭借技术创新,“彩云号”的刀盘扩大了挖掘直径。
“彩云号”是为了像高黎贡山隧道这样复杂地质环境制造的装备。在满足快速破岩的同时,还在强化辅助工法等多方面实现了突破,更能适应软岩大变形、断层破碎、突泥大涌水、高地热、高地应力、岩爆等不良地质条件。
刘金祥说,我们通过创新刀盘变径及驱动同步抬升技术,使最大扩挖直径达到9.23米,突破了传统全断面硬岩掘进机开挖截面单一的不利限制。为提高掘进机在破碎断层、富水地质中的通过能力,我们在支护上也实现了很多新突破。另外,掘进过程中,可能会遇到高地温,因此我们采取了多角度、多方法综合降温措施,设计了常规制冷系统及应急制冷系统。通过高效制冷,将冷空气输送到主要主机段作业区,既满足设备作业区制冷需求,又降低能耗,减少制冷系统故障率。
高黎贡山隧道埋深大、地层富水、断层破碎带多,为预防岩爆、突涌水涌泥事故的发生,地质预报系统集成研究就显得非常关键。刘金祥说,我们通过与高校及科研院所合作,研发出一整套超前探测系统,这也是这台机器最大的亮点。现在最好的国际水平,能看见的大概就是50米—100米,看清楚的10米—50米,而现在“彩云号”超过50米—120米都可以看得很清楚有没有水,有没有溶洞,有没有断层。
掘进机的底部也十分高大。
在高黎贡山如此复杂地质条件下,“彩云号”在地下却通行无阻,每月可以掘进400米以上。昆明造的这个“大块头”迸发出大能量,“跑”出了中国速度,也“跑”出了行业新标杆。它标志着我国硬岩隧道掘进机研制技术达到世界先进水平,也标志着复杂地质条件下硬岩隧道施工迈向一个新阶段。

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