文字大小:
A
A
A
公司动态
联系 CONTANT 联系我们

我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

日期: 2018-08-30
浏览次数: 291

很多人对战斗机的分代并不陌生,甚至能够对一些经典机型娓娓道来。也许您并不知道,在素有“国之重器”之称的掘进机领域,也存在着明晰的分代。行业领军者 —— 中铁工业已经完成第三代、第四代掘进机的技术积累,目前正致力研制第四代半、第五代掘进机,开启掘进机颠覆性原创核心技术全新时代。


激光、高压水作利齿”掘进机更快更强

第四代半、第五代掘进机是中铁工业在世界上首次提出的掘进机发展方向,今年5月2日,中铁高新工业与纽敦光电科技(上海)有限公司进行战略合作,共同研发第四代半、第五代掘进机。

第四代半掘进机是指以刀具为主要破岩掘进方式,以激光、水射流、声波等一种或多种学科技术进行辅助破岩的合成掘进设备。

第五代掘进机是指以激光、水射流、声波、射线、核能源、化学物质等一种或多种物质为主进行掘进破岩,或辅以机械设备联合开挖的掘进装备。


我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

▲图示 第四代半掘进机

第四代半、第五代掘进机逐步舍弃了过去以刀盘、刀具等固体为主要掘进介质的方式,转而以光线、声波、液体等为介质进行岩体、土体切削,这将彻底解决当前盾构和TBM存在的掘进速度缓慢、刀具易磨损等难题,大幅度提升掘进效率,改善工作环境,降低施工成本,为铁路、公路、水利和地下空间开发等领域建设提供更优选择。

据了解,纽敦光电具有世界领先的高亮度激光技术,所生产的民用器件亮度和功率均位于世界前列。

 

读者也许会好奇,第一代至第四代掘进机又分别是哪些呢?通常来说,我们根据掘进机从诞生到逐步完善的各个阶段,对其进行代数分级。

 

初代掘进机的诞生 灵感竟源自船蛆

我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

18世纪末,一个横贯泰晤士河的隧道修建计划在英国提上了议程。尽管以当时的技术条件,修建这么大规模的地下隧道难如登天,但是在1798年,这项工程还是进入了施工阶段,随后又因为多种难以克服的困难匆匆中断。

一个偶然的机会,法国工程师布鲁诺尔从一种船蛆的钻洞行为中获得灵感,设计出一种开放型手掘盾构机。这台机器一种金属方形箱体,内部有的人工作业和辅助设备。由千斤顶推动金属框水平前进,并有金属框支护土体防止塌方,同时还在金属框后进行衬砌结构的施工。盾构机的构架分成36个小单元,每个单元内有一名矿工把他面前的粘土挖开。当许多名矿工挖去同一数量的粘土时,构架就可以向前移动了,挖空的地方被砌上砖块,这就是第一代掘进机的原型。

 我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

1825年,这台盾构机首次应用于伦敦泰晤士河隧道施工,在此后漫长的十余年中,盾构机不断被改良、又投入使用,最终在1843年建成泰晤士河水底隧道。这在人类隧道工程史上具有着里程碑意义,其技术原理为现代盾构机设计奠定了基础。

 

从人工走向机械  盾构史上的长足进步

我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

尽管布鲁诺尔发明的第一代掘进机意义重大,但仍没有摆脱手掘的束缚。1876年英国人约翰·荻克英森·布伦敦和姬奥基·布伦敦申请了第一个机械化盾构的专利,其进步的标志是采用了压缩空气,用机械开挖代替了人工开挖,隧道掘进机从此迈入了机械时代。

我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

通常,我们把机械式和气压式盾构机称为第二代掘进机。布伦敦等人发明的盾构机有一个由几块板构成的旋转刀盘,开挖的渣土落入径向装在刀盘上的料斗中,料斗将渣土转运至轮带输送机上,再将它转运到盾构机后部送出。这是盾构史上的一个巨大进步。

我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样

第三代掘进机以闭胸式盾构机为代表,主要包括土压平衡式盾构机和泥水平衡式盾构机,以新型衬砌为主要技术特点。土压平衡式盾构机是通过调节出泥舱的土压力稳定开挖面,弃土可以从出泥舱排出的盾构机。泥水平衡式盾构机是通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面,弃土以泥水方式排出的盾构机。

 

从机械走向智能 掘进机技术的突破与飞跃


第四代掘进机以智能化、无人值守、网络信息处理为主要特色,中铁装备集团承担这个研究领域的国家973项目,让掘进机具有深度岩-机互馈感知、智慧决策、自动执行功能,是未来掘进机发展方向。国家973项目首席科学家李建斌带领研发团队联合大专院校和科研机构正在开展第四代掘进机科技攻关研究,预计在2019年年底完成第四代掘进机样机研制并进行工业试验,也可以预测在2025年之前中铁工业公司将完成第四代半、第五代掘进机的研制,而且在相当长的时间内这几种掘进机将在市场上并存,各自发挥自己的应用空间优势。


我国第四代半、五代掘进机进入研究阶段,掘进方式可能大不一样


中铁高新工业股份有限公司(以下简称“中铁工业”)是中国掘进机的开拓者和领军者。2008年,中铁工业旗下的中铁装备研制出我国首台第三代复合式土压平衡盾构机,并成功应用于天津地铁建设,从此拉开了中国盾构机产业化发展的序幕。从钢钎、大锤到风钻、炸药,长期以来,在我国隧道工程施工中,人力都没能得到真正意义上的解放。致力于隧道施工装备研发制造的中铁工业经过多年努力,实现了技术水平从跟跑到并跑,再到领跑的跨越,促成了我国隧道工程施工由工具到装备,从人力到机械化的演变。除地铁施工常用的土压平衡盾构机外,企业还研发出异形盾构机、超大直径泥水盾构机、小微盾构机、TBM等诸多创新产品,这些装备广泛应用于国防、水利、电力、市政各类地下工程项目。今年5月,中铁工业在河南郑州成立我国首个国际掘进机创新研究中心,致力于世界掘进机研发中心和岩土刀具创新中心建设,抢占掘进机技术制高点。

据了解,世界上掌握技术话语权的行业巨头们通常会对产品进行分代,如索尼、微软为其开发的游戏机产品分代,英特尔公司将处理器分代等,同类产品的分代不仅能够确立行业标杆,使产品、标准得到广泛认同,更激发了整个产业的发展动能,促进相关领域核心技术的突破与飞跃,对行业发展有着划时代的意义。

 


关闭窗口】【打印
  • 推荐阅读 More
  • 点击次数: 55
    2024 - 01 - 19
    1月19日,深圳地铁 12 号线二期沙三站项目现场举行设备接收仪式,由中铁工业旗下中铁装备联合深圳地铁集团、深圳市政院、水电十一局、深圳大学共同研制的超大断面组合式矩形盾构顶管机“大禹·掘进号”顺利完成项目双线掘进任务,开创了世界上首次成功采用超大断面机械暗挖地铁车站施工的先河,对于城市地铁车站建设工法具有革命性意义。沙三站为地下二层岛式站台车站,总长208米,顶管段单线长70米,分左右线顶进,成型车站断面宽22.6米,高13.5米,截面积约三分之二个标准篮球场。项目覆土较浅,周边地下水充沛,且站址下方存在一处新建暗涵,迁改费用高、交通疏解难度大、施工条件复杂。针对项目复杂施工环境,中铁装备研发团队量身定制了宽11.29米、高13.55米的超大断面矩形盾构顶管机“大禹·掘进号”,由两台设备上下组合而成,采用多刀盘布置方式,多个螺旋机协同控制,通过微台阶开挖技术、姿态测量及控制技术等,为项目的安全优质高效施工提供有效保障。施工期间,中铁装备与施工方精诚合作,派驻专业技术人员全程保驾,全生命周期智能化监测设备运行,如期完成项目双线掘进任务。沙三站项目实现了地铁车站施工工法的重大创新,不仅为我国现代化城市群建设、地下空间安全绿色高效建造提供新的解决方案,也进一步推动城市轨道交通朝着绿色、生态、智能化发展方向迈进。
  • 点击次数: 466
    2024 - 01 - 08
    公告为助力中小企业纾困解难,解决农民工欠薪问题,现公布中铁工业欠薪欠款投诉电话:010-837777961、受理时间8:30-12:00,13:30-17:302、各单位受理电话中铁山桥:0335-7940101中铁宝桥:0917-2867379中铁科工:18086009555中铁装备:0371-60608722中铁九桥:17770288880中铁工服:028-83571008中铁环境:15388919016中铁重工:18827067287中铁轨道:13170279653西南分公司:13995993243
  • 点击次数: 174
    2023 - 12 - 13
    12月11日,马来西亚东海岸铁路工程举行铺轨仪式,标志着“一带一路”重点项目马来西亚东海岸铁路正式开始铺设钢轨。由中铁工业旗下中铁科工为该项目量身定制的CCPG500A型多场景智能铺轨机组“鹏来号”,主要由钢轨拖拉车、主机、牵引动力车、枕轨运输列车、运枕龙门吊、液压系统、电气系统等部分组成,具有智能化程度高、布枕精度好、铺出的线路质量好、施工效率高、对曲线适应能力强等优点。该铺轨机组采用模块化设计,方便拆解和运输,适用于东海岸铁路有砟线路、无砟线路、隧道线路等多场景的轨枕铺设;智能走行系统可自动识别轨道中线,调整走行方向,左右偏差小;智能故障诊断系统可以主动显示发生故障的部位或元器件,并给出报警提示;运枕台车采用激光测距互锁技术,可以辅助控制台车在极限位置的走行速度和距离,最大程度地降低台车在高速运行时的碰撞风险。马来西亚东海岸铁路全长超过600公里,是中国企业目前在海外承建的最大单体交通基础设施项目之一,被视为连通马来西亚东西海岸的“陆上桥梁”,建成后将带动马来西亚东海岸地区经济发展,极大提高当地互联互通水平。 近年来,中铁工业依靠持续的技术创新,先后为雅万高铁建设提供搬提运架装备11台套,完成雅万高铁超过80%的箱梁架设任务;为中老铁路建设提供了架桥机、搬运机、混凝土拌合站等工程装备,为推进共建“一带一路”高质量发展做出积极贡献。
  • 点击次数: 103
    2023 - 12 - 13
    近日,国家知识产权局公布了2023年度国家知识产权示范企业和优势企业评定名单,中铁工业旗下中铁宝桥获评“国家知识产权示范企业”称号,中铁九桥获评“国家知识产权优势企业”称号,公司在知识产权管理方面再创佳绩。截至目前,中铁工业拥有国家知识产权示范企业2家,国家知识产权优势企业4家。——中铁宝桥——国家知识产权示范企业国家知识产权示范企业是指具备知识产权战略管理理念,知识产权创造、运用、保护、管理能力全面发展,知识产权综合竞争优势突出,具有行业影响力和标杆性的示范企业。中铁宝桥深入实施创新驱动发展战略,深化知识产权保护工作体制机制改革,积极参与省、市知识产权局的各项专利转化应用项目,先后承担了陕西省专利导航项目、陕西省高价值专利培育项目。2022年,顺利完成国家专利密集型产品备案认定工作;2023年,获批陕西省首个知识产权海外侵权保险项目,为企业海外市场经营保驾护航。——中铁九桥——国家知识产权优势企业国家知识产权优势企业是指在国家和本地区重点发展的产业领域,能承接国家和本地区重大、重点产业发展项目,具备自主知识产权能力,积极开展知识产权保护和运用,建立全面的知识产权管理制度和机制,具有知识产权综合实力的企业。中铁九桥全面开展知识产权工作,建立健全知识产权管理机制与激励措施,充分激发企业创新创造活力,围绕钢桥建造产业链关键核心技术不断研发新工艺、新产品、新技术,有针对性地进行高价值专利培育,专利授权量连年保持增长态势,特别是海外PCT、国内发明专利授权率显著提升,并多次获评工程建设行业高推广价值专利,企业自主创新能力和核心竞争力不断提升。近年来,中铁工业不断完善企业高价值专利推广培育体系,通过对核心技术领域的专利导航、分析、挖掘,持续提高专利质量,有效提升公司知识产权创造、运用、保护、管理等方面的能力和水平,不仅为企业创造了良好的经济效益,更是为企业增强了核心竞争力。
  • 点击次数: 195
    2023 - 11 - 23
    巴西当地时间11月21日,随着巴西圣保罗州州长Tarcisio de Freitas按下启动按钮,中铁工业旗下中铁装备出口南美洲最大直径土压平衡盾构机“中铁1207号”刀盘缓缓转动,标志着巴西圣保罗地铁2号线延长线1标段项目建设正式进入盾构施工阶段。该项目是圣保罗州政府重点投资项目,线路主要连接Vila Prudente站和 Penha站,隧道掘进总里程约为6500米,最小转弯半径300米,最大埋深41米,隧道地层以砂土、粉土、粘土为主。项目建成后,预计每天载客50万人,将进一步缓解圣保罗东部区域的地面交通压力,促进当地居民绿色出行。▲ “中铁1207号”下线针对项目地质特征和巴西客户施工习惯,中铁装备为其量身打造开挖直径11.66米的“中铁1207号”盾构机,以及连续皮带机出渣系统。该设备是中铁装备出口南美洲第一台盾构机,也是迄今为止南美洲最大直径的盾构机。为表达对“中铁1207号”的喜爱和重视,客户选用巴西著名女诗人“CORA CORALINA”的名字为设备命名,并在刀盘上涂装巴西国旗和圣保罗州旗。▲ “中铁1207号”项目组装团队参与庆祝始发仪式中铁工业作为中国隧道掘进机产业领军企业,将始终秉持即时响应、优质服务的理念,以追求卓越、精益求精的精神,全力以赴保障设备安全、优质、高效地施工掘进,不断擦亮中国高端装备制造的名片。
联系我们
电话:(010)52265888

传真:(010)52265888
地址:北京市丰台区南四环西路诺德中心11号楼




微信公众号

Copyright ©2018 - 2021 中铁高新工业股份有限公司
犀牛云提供企业云服务