焦点访谈 |从无到有，从有到卓越。 “十四五”

央视新闻（焦点访谈）：中共二十届中央四次全会提出，“十五五”时期要加快先进科学技术自主自力更生，率先发展新生产力，抢占科技发展高峰。研制“大国重要武器”无疑是迈向科技发展巅峰的重要一步。 “十四五”期间，我国研制的“大威力武器”不断“攀登”到更高的高度，纷纷达到创新指挥的高度。天空中，有实现世界首次月球背面无人采样返回的嫦娥六号，还有中国第一个空间站天宫，而地下，则坐落着世界上最大的超大直径钻探设施之一。盾构机。今日（10月25日）起，《焦点访谈》将开启“大国手持重大武器登上高峰”系列报道。我拥有的两种型号是“鄂凯”和“高原”，是我国自主研制的最大口径盾构机。它看上去不大，但在施工现场，它却是一条五层多高、重达5000多吨的“钢铁巨龙”。这是位于江苏省长江口地区的海泰长江隧道施工现场。继续深入地下数十米，穿过长组装段内壁的隧道。从“Ekai”盾构机的后面进入“Ekai”的内部。荣凯号全长150米，内部高度超过五层楼。从后到前有长达100多米的系统后勤保障，主要包括控制、排渣、注浆、电气等多个复杂系统。机械、液压、引导和物料运输。后支撑系统前面是“江海号”主机的核心部分，主要包括推进、分段总成、驱动和切削头钻井系统。 “江海浩”盾构机由中铁十四局和中国铁建重工集团公司联合建造，最大开挖直径16.64米，专为海太长江隧道工程定制。海太长江隧道连接江苏省南通市海门区和苏州市太仓市。过江隧道全长11185公里，其中盾构隧道部分长9315米。是“十四五”期间建设的国家重要航道。它是目前世界上最长的水下道路防护隧道，也是第一条设计时速100公里的过河隧道。在建成后，过河时间将由现在的1小时缩短至10分钟。 “这条隧道采用双向六车道，采用高速公路设计标准，设计时速为100公里每小时，因此比其他城市道路或其他过河水道建设标准更高、速度更快，隧道断面达到16米。隧道采用盾构法建设，这两个条件都需要。”中铁十四局大型盾构专家陈健说。 开挖和安装衬砌时，隧道开挖直径必须大于16.64米。 “盾构机的正式名称是全断面隧道掘进机，是翻山越岭、穿越江河海洋的有力工具，也被称为“工程机械之王”，是衡量一个国家制造业水平的重要标志。盾构机的ems结构复杂，技术成熟。其工作原理是通过旋转刀盘切削隧道工作面的岩土层，在开挖过程中组装隧道支护墙，最终形成地下隧道。 “江海号”最大钻孔直径为16.64米。盾构机直径越大，开发难度越大。指数增长。 “直径越大，对装配制造的精度要求就越高。比如我们防护机的核心部件——驱动原理，其精度是按照电缆级别来计算的。“一根电缆相当于一根头发丝直径的1/6。”中国铁建重工集团隧道机械事业部副总经理张帅军说。 其制造和装配的精度是一个重要的因素为开发团队进行测试。高9315米，是目前世界上最长的水下公路的防护隧道。这对盾构机主轴承的可靠性是一次极大的考验。主轴承又称盾构机的“心脏”，是挖掘工作中必不可少的部件。是防护机械切割头驱动系统的重要核心部件。隧道开挖是通过旋转刀盘来实现的。 “Ekai-go”为保障完成9公里以上超长距离钻井作业，开发团队为江海配备了全球最大的一体式主轴承，直径达8.6米。张帅军：“我们计算过7.6米的主轴承就可以满足载荷要求，但最终选择设计时，我们选择了8.6米的主轴承。这是目前世界盾构隧道掘进机领域使用的一体式主轴，也是最大的。”轴承的直径。我们的主轴轴承的使用寿命设计为20000小时以上，但由于我们项目的实际要求不需要那么多时间，所以我们进一步增加了裕度系数。不止一次。 “在发掘过程中，江海还面临着超高水压、超深埋的危险挑战。海台长江隧道最大深度在长江水面以下75米，水压超过7.5巴，相当于指甲盖大小的面积要承受7.5巴。公斤压力。然而，“江海”号要挖掘超过9公里，刀头刀片不可避免地会磨损，必须更换才能继续作业。但在75米深的水压下更换工具几乎是不可能的任务。陈健：“目前更换工具都是用压缩空气，上限达到6bar。在一定压力下工作。”6巴的压力需要专业的潜水操作员，工作时间仅需30分钟。 7.5 超出酒吧，工作时间会更短，减压时间会更短；为了攻克高压换刀的“坎”，“江海号”开发团队历时两年多的攻关，借鉴深水钻机高压闸门的经验，创新研发出常压换刀技术，为每个可更换的刀具安装一个高压闸门。“鄂凯”重达5000多吨。 “Kotetsuryu”挖掘河流下方的软土层。从工程角度看，需要严格控制地层扰动，将沉降控制在毫米级。这就像在泥里挖豆腐一样，你必须小心，不要把它弄破。与许多人的想象相反，操作这样的智囊固定而复杂的巨人只需要两名技术人员。作为国内最先进的盾构机，“江海号”还创新应用了全主轴承工况实时监测系统、先进地质预测系统、智能管片部件装配机器人等数十项新技术。从技术上来说，它不仅是一台高度自动化的智能盾构机，而且是一台数字化盾构机。数十个“江海”系统配备了数千个传感器。产生的大量数据不仅在中控室采集，而且实时传输到地面控制平台。在海台长江隧道中，“江海”负责右侧隧道的开挖，左侧隧道则由同样先进的国产大直径盾构机“沧源”进行开挖。 “沧源”钻探直径16.66米，机器总长度176米，总重量ht超过5,650吨。由中交天河开发。中交设计院天河机械装备制造有限公司副院长、总工程师徐英表示：“我们的盾构机可以说是大型化、智能化，这款盾构机在核心部件和智能化方面都达到了国际最高水平，我们的新技术目前已在20多个国家使用。”中交隧道局海台长江隧道项目机电总工程师莫康康表示：“为了确保施工安全，‘江海’带头，‘沧源’紧随其后。未来三年，我们将面对超长距离开挖工作的挑战，集中精力精心组织，追求卓越，确保可靠贯通。”河台隧道。 “二十年前，国内生产的两台大直径防护机同时运行，达到世界一流水平，是不可想象的。”隧道挖掘。当时，国外品牌的盾构挖掘机在中国市场占有压倒性的份额。张帅军先生：“以前我们用的是国外品牌的进口设备，即使出现一点小故障，也要等待国外专家到来，配件也得从国外运来，有时要等好几个月，这对项目的建设造成了比较大的限制。”罗西不能受别人控制。经过20年的不断自主创新，国产盾构穿孔机从零成长到优于现有，终于赶上并取得了领先。目前，中国盾构机全球占有率已达70%，产品出口五大洲40多个国家和地区。特别是“十四五”期间，我国超大直径盾构机产业取得快速发展，形成了产业化能力全产业链。业内一般将直径14米以上的TBM称为超大直径TBM。中国工程机械工业协会挖掘机械分会会长、中交天河机械装备制造有限公司党委书记、董事长张英明表示：“这一时期国产大直径盾构机的发展和应用呈现出体量快速增长、技术迭代加速、应用场景深化的独特特点。我国盾构机水平发展迅速， 其应用场景从地铁隧道、高速公路到河流、运河脉络、深层地下隧道，地下空间的开发将拓展到能源通道等更多领域。盾构机的钻进方向不仅可以水平钻进，还可以斜钻进、垂直钻进。填充甚至旋转钻孔。今年6月，天河公司研发的立式掘进机在天山胜利隧道工程中成功贯通世界最深公路竖井，解决了特长隧道的通风问题。 “只有不断创新，才能引领潮流。湖南长沙是中国铁路总公司‘江海浩’盾构机的发源地，是建筑和重工业的发源地。中国近一半的隧道掘进机都在这里研发和制造。基于过去数千台TBM研发、制造和施工作业积累的大量数据，这里的科研人员正在研发最新的TBM数字孪生大模型技术。” 大国的生存离不开盾构机等重要的国家武器，但又无法购买那些重要的核心技术。否则，你将不得不依靠自己的创新。中国盾构机的进步从追随者到引领者表明，只有不断提高国家综合实力和科技能力，不断发展和完善产业链，中国才有能力发展出世界领先的重型机械。未来“十五”期间，我国盾构机将继续努力扩大钻进直径、提高钻进速度、深化钻进深度和更多应用场景，变得更高端、更智能、更环保，在技术领域继续领先世界，也为更多超级工程的实现做出贡献。