國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)打通滬上交通“主動脈”

　　近日，由中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司（下稱中交天和）自主研發(fā)的“東方號”“明珠號”超大直徑盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)完成的浦東段最長區(qū)間隧道“張江站-度假區(qū)站”及“張江站-五號風(fēng)井”將進(jìn)入鋪軌階段，標(biāo)志著該項目向2024年建成運行的目標(biāo)又一次邁進(jìn)。

　　上海機(jī)場聯(lián)絡(luò)線項目是上海踐行“雙循環(huán)”新發(fā)展格局的主動脈，用以無縫聯(lián)結(jié)浦東、虹橋兩大綜合交通樞紐，打造全國首條聯(lián)結(jié)兩大綜合交通樞紐的市區(qū)軌道交通線路，是未來上海聯(lián)結(jié)對內(nèi)對外“兩個扇面”的重要紐帶。該項目全長68.6千米，其中主線盾構(gòu)隧道內(nèi)徑12.5米，單洞隧道并行兩條軌道。列車最高運行時速可達(dá)160千米，為全國首條長距離、軌道小間隔、中高鐵線路的最大直徑盾構(gòu)隧道。項目建成運行后，將方便旅客在浦東、虹橋兩大綜合交通樞紐完成自由中轉(zhuǎn)。

　　創(chuàng)新技術(shù)“量體裁衣”

　　“東方號”和“明珠號”超大直徑盾構(gòu)機(jī)是中交天和自主研發(fā)的為高質(zhì)量建設(shè)上海機(jī)場聯(lián)絡(luò)線項目的一對“孿生兄弟”，其單臺總長約120米，總重量約3180噸，刀盤切削直徑達(dá)14.04米，需穿越掘進(jìn)區(qū)域的既有軌道交通線路、市政道路、橋梁、河流等重要建（構(gòu)）筑物和重大風(fēng)險源，對地表沉降控制精度和環(huán)境保護(hù)要求極高。同時，還需穿越長距離、大斷面粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土、粉砂地層，對掘進(jìn)姿態(tài)控制和整體密封性能提出了極高要求。

　　目前，圍繞盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方法、隧道設(shè)計布局、豎井用設(shè)備等領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)，中交天和已提交專利申請437件。盾構(gòu)機(jī)是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重大裝備，被稱為“世界工程機(jī)械之王”，其主軸承更是有盾構(gòu)機(jī)“心臟”之稱，是盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵核心部件。近年來，我國自主研制的盾構(gòu)機(jī)國產(chǎn)化率已達(dá)98％，但主軸承一直依賴從國外進(jìn)口。

　　今年6月，由中交天和與中國科學(xué)院聯(lián)合研制的國產(chǎn)最大盾構(gòu)機(jī)用主軸承，通過了錢七虎院士領(lǐng)銜的專家組的評審，這標(biāo)志著我國已完全掌握大型重載盾構(gòu)機(jī)主軸承的自主設(shè)計、精密加工、安裝調(diào)試、壽命預(yù)測等集成技術(shù)，打通了超大直徑盾構(gòu)機(jī)全國產(chǎn)化“最后一公里”。

　　國產(chǎn)進(jìn)程不斷加速

　　針對該項目工程結(jié)構(gòu)和地質(zhì)狀況，中交天和對“東方號”和“明珠號”開展了適應(yīng)性、針對性設(shè)計--配置自主創(chuàng)新的超長距離不換刀技術(shù)，可實現(xiàn)7000米連續(xù)掘進(jìn)不換刀；高承壓主驅(qū)動密封，確保掘進(jìn)施工時油脂無滲漏；泥水環(huán)流和逆洗循環(huán)系統(tǒng)，防止出現(xiàn)結(jié)泥餅現(xiàn)象；高精度氣液壓力平衡控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)精度達(dá)±0.002兆帕，精準(zhǔn)進(jìn)行壓力控制和掘進(jìn)沉降控制；高效物料運輸及高精度箱涵同步拼裝技術(shù)，將拼裝精度控制在毫米級內(nèi)；在滬首次采用單雙液同步注漿系統(tǒng)，大幅提高盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)性、可靠性與安全性。

　　“東方號”和“明珠號”在該項目掘進(jìn)隧道總長度超過9公里，依托整機(jī)優(yōu)良性能，隧道內(nèi)管片錯臺、管片間隙均控制在3毫米內(nèi)，地表沉降控制在2毫米內(nèi)，管片上浮量控制精準(zhǔn)穩(wěn)定，掘進(jìn)施工實現(xiàn)“零事故”，對地面實現(xiàn)“零干擾”，掘進(jìn)完成的近40萬余平方米隧道面均實現(xiàn)“零滲漏”。

　　“東方號”連續(xù)掘進(jìn)5.69公里區(qū)間隧道，于今年7月18日順利貫通，取得單日最高掘進(jìn)26米、單月最高掘進(jìn)570米的好成績，且其在下穿既有地鐵11、16號線時將地面沉降總體控制在0.5毫米內(nèi)，成為超大直徑盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工史上的又一代表作?！懊髦樘枴边B續(xù)掘進(jìn)2.47公里區(qū)間隧道，于今年4月15日順利貫通，取得單日最高掘進(jìn)30米、單月最高掘進(jìn)580米的好成績。據(jù)悉，中交天和研發(fā)的盾構(gòu)機(jī)曾于2018年下穿浦東高速運行的磁懸浮鐵路時，在全國范圍內(nèi)首次實現(xiàn)將地面沉降控制在1毫米，讓盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工地面沉降控制精度從此進(jìn)入了“1毫米時代”。

　　中交天和盾構(gòu)隧道工程負(fù)責(zé)人介紹，在同一建設(shè)時期，中交天和提供了一臺與“東方號”“明珠號”相同規(guī)格配置的“虹浦號”超大直徑盾構(gòu)機(jī)，用以掘進(jìn)4.75公里長的區(qū)間隧道，并于今年4月28日順利貫通，創(chuàng)造了超大直徑盾構(gòu)機(jī)單日最高掘進(jìn)32米、單月最高掘進(jìn)650米的世界紀(jì)錄。

　　從細(xì)小的零部件到最終形成“國之重器”，背后需要一個完整、龐大的產(chǎn)業(yè)鏈支撐。現(xiàn)今，我國創(chuàng)新主體不斷推陳出新，從基礎(chǔ)材料、元器件到關(guān)鍵部件，再到整機(jī)，產(chǎn)業(yè)鏈一環(huán)扣一環(huán)，實現(xiàn)了升級改告，盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈趨于完備。目前，我國盾構(gòu)機(jī)的上下游企業(yè)已達(dá)上千家，這不僅推動著中國制造業(yè)的升級，也為世界提供了更高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)，展現(xiàn)了中國智造在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的重要地位和影響力。（張鳳華）

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