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郑州建地铁巨型

2019-10-26 作者:关于我们   |   浏览(152)

郑州建地铁巨型"土拨鼠"打洞,重500吨值4000万

//www.lmjx.net 2009-8-25 9:24:54 中国路面机械网 今年6月6日,郑州开工建设地铁。8月16日,为郑州地铁挖隧道而“量身定做”的专用大型机械——盾构机(又名“隧道掘进机”)在新乡下线。这是第一台由我省企业生产、具有自主知识产权的盾构机。它体重500吨、身长75米、身价4000万元,一天能打洞36米,换一口“牙齿”需要60多万元。这个将蛰伏在城市地下深处的钢铁“土拨鼠”长的什么样?它是怎么干活的?为什么身价如此不菲……昨天,记者带着这些问题,来到位于新乡的中国中铁隧道集团隧道设备制造公司组装车间,请该公司副总经理张志国给读者揭开河南造盾构机的神秘面纱。

巨型“土拨鼠”身长75米

记:很多读者都是从郑州修地铁才开始知道盾构机的。盾构机到底是什么东西?请你介绍一下?

张:盾构机,又叫隧道掘进机(Tunnel Boring Machine),是一种用于隧道掘进的专用工程机械,能实现掘进、渣土输送、洞壁支护,并一次开挖隧道成型。现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气等多门学科技术。

举个形象的比喻,它就像一只钢铁打造的巨型“土拨鼠”,它在地下经过的地方就会留下一长溜整齐的大洞——地铁隧道。盾构机必须根据地质情况“量体裁衣”设计制造,要求很高。

记:你们公司组装车间正在调试的盾构机就是专供郑州地铁使用的吧?

张:是的,这是第一台由我省企业生产、具有自主知识产权的盾构机。这台为郑州地铁“量身定做”的盾构机已在8月16日下线,调试后将用于郑州地铁中原东路站至紫荆山站区间隧道工程施工。

记:盾构机是地铁施工的利器。很多读者好奇,这个庞然大物身高体重到底是多少?由哪些部分组成?

张:这次为郑州地铁设计的“中国中铁一号”盾构机“身强体壮”,其中刀盘直径是6.28米,有两层楼那么高;总长75米左右,相当于3节火车车厢的长度;总重接近500吨,相当于100只体重5吨的大象。

盾构机主机分为4个部分:刀盘、切口环、支撑环和盾尾,在主机后面还配备5节台车。形象点来说,刀盘就像它的“嘴”,工作起来像旋转的电风扇,每旋转一圈,“嘴”上的“钢牙”就“啃”掉前方的泥土。在后面体内的液压千斤顶每平方厘米约2公斤的推力作用下,盾构机缓慢向前推进,并将切削下来的泥土“吃”进“肚子”,然后由传送带将泥土送到尾部的运输车上,运输车再将泥土拉到隧道开挖口送到地面。

一台盾构机最多挖洞10公里

记:用盾构机挖地铁隧道有什么优势?

张:相对人工开挖隧洞,盾构机施工安全、快速,对周边环境影响小,在繁华城市中心进行地铁施工离不开盾构机。我们生产的第一台盾构机已用于天津地铁的隧道开挖,月均进度达320多米,对地上环境基本没有影响。

这次河南造的盾构机设计最快掘进速度为8厘米/分钟,在郑州软土地层,具有一天掘进24环36米的能力。在同样的地质条件下,用人工浅埋暗挖隧洞施工速度每天仅有2米左右。

这台专为郑州地铁量身定做的盾构机,是国内首台具有自主知识产权的盾构机,能够适应软土、风化岩地层及复合地层。它的关键部件都是全球采购的知名品牌。同时,我们针对郑州地下地层的特点,专门为盾构机设计了准面板式刀盘,整机寿命达到10000小时,一般能掘进7~10公里,造价4000万元。

记:每台盾构机最长能掘进10公里,就需要更换。这是不是太浪费了?

张:盾构机是高投入、高损耗的设备。和刮胡刀一样,胡子太硬,就会把刀磨平了,刮不动了。所以,盾构机也有使用寿命。盾构机最贵的是轴承,造价将近300万,经过一定磨损,轴承就不能再使用了。

“大块头”能咬掉钢筋混凝土

记:盾构机的刀盘看起来很像刮胡刀,上面有刀片,它是怎么工作的?

张:盾构机的工作原理与电动剃须刀挺像。盾构机前面有一个圆形刀盘,刀盘上安装有很多刀片,工作时盾构机会在千斤顶的推动下,旋转刀盘并向前推进,可以掘开土层。盾构机的圆柱体组件壳体,对挖掘出的隧洞起着临时支撑作用,然后进行排土、衬砌、壁后灌浆作业。这样,一环一环推进,一天一天深入,长几十公里的地铁通道就挖成了。

记:也可以说,刀盘上的刀具就像它的牙一样,地下土层那么硬,是不是经常需要“换牙”?

张:是不是需要换牙要根据地质土层结构来看,比如在广州,那里的地下岩石结构较多,掘进200米就要换刀。而河南是黄河冲积平原,主要是沙质黏性土,不是很硬,地层压力大概为10~20兆帕。我们给它配的牙都是合金制成的,硬度很高,可以咬30兆帕以下的地层,连钢筋混凝土都能咬下来。换刀频率不好说,要看郑州实际地质构造情况。

记:作为磨损主要部件,盾构机的“牙”是不是很贵?

张:一般镶上崭新的满口“牙齿”需要60多万,而有了这口好“牙”,掘进过程中就能尽量少磨损了。

记:掘进过程中如果遇到地下水怎么办?

张:如果地铁沿线地下水丰富,这些水一旦进入盾构机,将造成无法控制的局面。遇到地下水不用怕,盾构机在掘进的同时还可以往泥水里添加一种特殊的泡沫,能达到土壤改良的效果。这样一来泥浆就变成“果冻”了,不会影响施工。不过这种泡沫挺贵的,每升要十元钱,比汽油价格还贵。

巨型“土拨鼠”身价4000万

记:生产专供郑州地铁的这台盾构机花费了多长时间?什么时候能投入使用?

张:生产花了八个多月。从今年年初就开始投入生产,各个部件生产结束后,组装起来就用了两三个月,8月16日下线;预计本月底把它拆解后运往郑州,再用一个月时间组装,投入施工建设应该在10月份了。

记:这台盾构机造价多少?同配置的国外产品的价位又是多少?

张:为郑州地铁量身打造的这台盾构机造价是人民币4000万元左右。国外相同配置的盾构机要人民币5000万元左右,相比之下,我们河南造的盾构机就便宜了1000万元。

记:造价为什么会这么高?贵在哪儿了?

张:主要是贵在了购买国外元件上。根据地质条件的不同,所用的盾构机种类也有所不同。对于地质条件复杂的,盾构机也相对更精密、技术含量更高。目前,国内能生产盾构机的企业有十几家,但是拥有核心技术的元件还是主要依靠国外进口。平均说来,进口的国外部件占五成或者五成以上。比如,一个大排量的马达售价就是30多万。

郑州建地铁至少要14台盾构机

记:建设郑州地铁大概需要几台盾构机?

张:郑州地铁实验段及一号线大约需要14台盾构机。根据施工需要,由我们来生产5台。

记:研发国产的盾构机花费了很长时间吧?

张:我们拥有一支50人的研发队伍,两名硕士,其余全部是学士。从2000年开始研发,直到去年4月份第一台自主研发的盾构机制造,用了8年时间,前后总共投入了4500多万元的研发经费。

记:那这样500多吨的一个庞然大物,运输起来一定很麻烦吧?

张:是啊,盾构机体态庞大,运输可不容易。运输前,先将刀盘、前盾、中盾、尾盾分别装在大拖车上,通过公路运抵郑州,耗时一两天,仅运费估计就需要30多万元。如果用汽车来起吊,需要340吨到360吨的起重机,如果使用履带式起重机,也得至少用240吨级别的。

河南造盾构机走向全国

记:全国生产盾构机的有十多家企业,河南造的盾构机处在什么水平?

张:生产盾构机在国内算是刚刚开始,目前国产盾构机还是处在推广阶段。国内拥有自主知识产权的有3家,中铁隧道集团隧道设备制造有限公司就是其中之一。这台专供郑州地铁的盾构机,是国家863计划盾构研制取得的最新成果,可以说不仅打破了国外技术垄断,而且在多方面进行了改进,整机性能上有了进一步提升,使国产盾构机能和洋盾构机抗衡。

记:你们现在年生产能力是多少台?现在订单多不多?

张:我们目前有两条同时生产的生产线,年生产能力是20台。眼下正在扩建厂房,再扩建3条生产线,届时将可以达到5台生产线同时运作。

眼下国内地铁建设正在日益升温,盾构机的市场需求很大,我们目前已经接了10个订单,其中郑州5台、西安2台、北京3台,这还不包括和成都联合生产的一台。订单全部完成大概要到明年的6月份。

2005年6月起,杭州、沈阳、哈尔滨、成都、南京、西安、郑州等城市相继加入开建地铁的行列。据不完全统计,2010年,我国有13座城市新建轨道交通26条,总长度为1200公里,投入施工的盾构机将达100台。可以说,盾构机搭上了开往春天的地铁。

2015年前,国内将需要盾构机300台左右,这是一个将近200亿的大市场。盾构机市场在国内刚刚起步,可以说,我们五十年都不愁没有活干。

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