文/图 半岛全媒体记者 娄花
地铁3号线的开通让很多市民感受到幸福的速度,今年年底将开通的地铁2号线也让人充满了期待,而为了让2号线的进展更加快速、施工噪音更低,青岛地铁在国内首次用上了外号“钻地龙”的机械化掘进机,而地铁1号线七成区间也将用上“钻地龙”。你可能不知道,如此威武的“钻地龙”是由咱青岛企业自己生产的。随着城市地铁大发展应运而生的中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司位于青岛高新区,是中船重工系统武船集团下属的国家级高新技术企业,致力于隧道掘进机的研制与生产,提升了青岛市高端产品制造业的水平,对青岛轨道交通建设乃至全国都具有重要意义。
在青岛地铁建设中发挥重要作用的“钻地龙”。
一个应地铁而生的企业 位于青岛高新区春阳路上的生产车间内,工人们正在忙活着焊接、组装地铁的掘进设备“钻地龙”,一台台“钻地龙”就是从这里出发,在地铁2号线、1号线施工中大显身手。
作为地铁的“功臣”,DSUC型双护盾硬岩掘进机(TBM)可是个高科技的大家伙,总长度为135米,开挖直径6.3米,总重850吨,该设备头部41把圆形钻刀特别引人注目,它向前掘进时先将前方的岩石挤碎,挤碎的岩石通过传送带到达设备尾部,由拖车和吊装设备运送到地面。开挖隧道时,主要依赖这最前面的滚刀,由合成金属制成,每把滚刀约重180公斤,硬度适用于青岛市硬岩较多的地质环境。
“隧道掘进机工作时,进去前,它面对的是一座山,有些是整块的花岗岩,但经过机械掘进、管片拼装后,它后面就是直径6米的毛胚房,工人就可以装修了,可以铺电缆、铺轨道了。”经常往来于生产车间和地铁施工现场的中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司董事长陈凡如此形象地表述“钻地龙”的工作模式,并把“钻地龙”视为企业的骄傲。
“我们这家企业就是因地铁而生的,青岛的地质比较特殊,属于花岗岩,用钻爆法施工,不仅效率低、危险性比较大,而且还扰民,用大型的机械来掘进就被提上了日程。”陈凡谈起这些感慨颇多,2011年2月,世界500强央企——中国船舶重工集团有限公司旗下的青岛北海船厂、704研究所、713研究所共同出资创立了中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司,“我们引进国外知名公司技术,集中中船重工集团机、电、液等优势专业科研和制造力量,组建机械设计研究院,拥有专业研发设计人员40余人,具有充分的人才和技术储备,跻身青岛市第一批院士专家工作站。”今年55岁、大学学习造船专业的陈凡既是一名优秀的高管,也是专业的技术人才。
在车间内,陈凡摸着一台“钻地龙”说:“这台隧道掘进机是高智能、新型先进的隧道施工重大技术装备,我们研发制造的TBM,属国内领先、国际先进,在国内城市地铁掘进中也是首次应用。”
陈凡(右)跟技术人员讨论设备安装。
卫星定位,半年才生产一台 “传统的钻爆法,一天大约掘进2米,而使用TBM则是钻爆法的七八倍。在青岛市的最高纪录达到22.5米。相比钻爆法声音震动大的缺点,TBM掘进时噪音低振动小。”陈凡不无得意地说,这台设备可以应付各种复杂的地质。
“隧道掘进机在地下不会走偏,它是通过激光导向系统和卫星相连,上下左右偏差都不会超过5厘米,还可以通过卫星定位自动调整,非常智能先进。”陈凡算了算,生产单台高科技的“钻地龙”需要4到6个月的时间,其中光钢结构的焊接就要至少两个月,再加上其它各种配套部件,最后生产制造完成就差不多半年了。
“双护盾硬岩TBM设备是我们对外的拳头,当前已经在技术引进消化吸收、生产项目管理与质量控制、工程施工管理当中取得了重大突破和宝贵经验,填补了国内双护盾硬岩掘进机挖掘地铁隧道空白,属国际领先。”陈凡说,“贯龙号”TBM凭借超前的设计理念及诸多高新技术的应用荣获青岛市工业设计“市长大奖”。
开始“服役”时曾“卡壳” 一开始施工的时候,由于是首次用在地铁建设中没有经验,还发生了一些惊心动魄的故事,让陈凡捏了一把汗,“2015年12月6日,当TBM掘进至1800余米时,因前方围岩破碎、稳定性极差,围岩收敛导致TBM的刀盘在换步后卡死,无法启动,造成设备停工停产。”工作人员尝试三次均未成功,经专家进一步讨论分析后,决定人工进入刀盘前方,彻底清理刀盘两侧、上部和背部的积渣,经过多次清理-尝试-清理,第4次最终成功脱困。
无独有偶,地铁2号线已完工的浮山所至燕儿岛路区间使用的复合式EPB,也就是用在泥沙、鹅卵石地质的掘进机。因整个施工区间属富水砂层,EPB在掘进过程中需要频繁地启闭螺旋机后闸门。2015年10月16日,EPB掘进至230余米,现场服务人员检查发现闸门滑道铜板脱落,闸门板磨损严重,闸门已无法完全密闭,开始漏水。因设备位于最繁华的香港中路下方,且闸门漏水直接影响EPB土仓压力的稳定性,甚至会影响施工安全,工作人员立即联系生产部及海瑞克准备备件并制定维修更换方案。备件到位的当天晚上,工作人员按照精心计划好的方案,在施工单位规定的时间期限内顺利完成旧闸门的拆卸和螺旋机的封堵工作,为闸门维修争取到了足够的时间。
20台设备等待“效力” 从2015年年初开始,4台TBM和1台EPB陆续进入青岛地铁2号线各标段,全年无安全事故,目前已经回到车间进行修整改造。这两种机型,在2号线施工中设备安全性与质量都经受住了考验,并积累了设计、制造、施工、维保等多方面经验。
为了更好更快地进行青岛地铁后续线路的建设,青岛地铁集团决定在地铁1、4、6、8号线中更多地使用隧道掘进机进行施工。“在2015年底开工建设的地铁1号线,70%的区间均采用机械化掘进,计划总施工里程为60余公里,我们将提供20台设备,其中双护盾硬岩掘进机8台,复合式土压平衡盾构机12台。”陈凡说,除了在2号线的5台设备将在1号线继续使用外,新制15台隧道掘进机已经进入实施阶段,经过周密的项目筹划,目前已有4台TBM和7台EPB同时开工生产。
大战略下走出去寻商机 除了服务青岛地铁,中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司还加快了走出去的步伐,与意大利赛利公司合作中标了菲律宾Angat引水工程项目。“在初次与菲律宾客户的接洽过程中,由于对方对我们了解不深,并不是很感兴趣。我们带着客户对公司的产品从设计研发、零部件采购、工厂组装、最后到施工现场,一项一项地进行考察调研,使得菲律宾客户完全打消了之前的疑虑。对中船轨道生产制造的TBM硬岩隧道掘进机有了全新的认识,并充满了信心。”陈凡说,“我们正在针对青岛地铁市场、国内其他轨道交通市场、国内各大引水项目、城市地下管廊建设项目及增值服务等几个方向进行研发筹备。”
随着全球极端天气的加剧,国内各大城市均面临着城市内涝威胁的问题,国内各一线、二线城市均提出了建设海绵型城市的研究课题和规划方案,建设海绵型城市将需要建设大量的地下排水和引水管廊项目。陈凡认为,这将是在城市地铁建设高速发展的同时,第二个重点的建设项目类型。为更好地适应该类型项目的建设,正在为6米以下的小直径隧道掘进机的研发进行技术筹备。通过对远期引水工程及城市管廊建设市场需求的估算,在国内该类型项目,将持续开发2到4米口径的隧道掘进机设备。
作为制造行业的高科技企业的带头人,陈凡还建议加强基础工业技术、生产加工工艺和材料的研究,比如“钻地龙”上的主轴承目前还被国外垄断,“高端制造要学会赚技术的钱”。
[编辑: 张珍珍]
