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TBM施工旗舰队的科技“金刚钻” ——中铁十八局集团TBM(大盾构)施工专业化发展侧记

来源: 建设发展网 责编:陈祖财01 人气: 发布时间:2019-05-28 16:22:46

    ◎王中正 伍振 

    
    4月12日,第十六届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会在北京举行,中铁十八局集团采用我国在水工领域最大直径的TBM施工的锦屏二级水电站问鼎詹天佑奖,为“品质铁建”增添亮色。

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    四川锦屏电站,世界最大规模水工群,中铁十八局集团隧道公司采用我国水工领域最大直径12.4米的TBM掘进施工

   “我们要牢固树立创新发展理念,坚持把创新作为引领高质量发展的第一动力,通过加大科技创新力度,打造TBM(大盾构)品牌,做到人无我有、人有我精、人精我专,提升企业核心竞争力,为‘品质铁建’建设提供新动能。”这是中铁十八局集团董事长、党委书记王兴周和总经理闫广天的共识。

    近年来,中铁十八局集团发挥全国首家“五特五甲”资质建筑业企业的优势,把TBM(大盾构)作为企业发展的“金刚钻”,依托国家级企业技术中心、博士后科研工作站,努力做专“铁路长隧”王牌军、 做精“地铁隧道”特种兵、做强“水工隧洞”转型家。目前,中铁十八局集团管理使用24台(次)TBM、43台盾构机,直径从最小的4.72米到最大的12.43米,机型从敞开式到护盾式,已发展成为国内规模最大的TBM(大盾构)施工“旗舰队”。

    淬炼王牌军:做专“铁路长隧”

    中国铁路的发展成就举世瞩目,这离不开中国铁建穿山越岭,修筑铁路隧道立下的战功,而中铁十八局集团正用实践诠释着“产业报国,勇于创新,为‘中国梦’提速”的中国高铁工人精神。

    从20多年前在西康铁路秦岭隧道施工中使用国内首台TBM,再到南疆铁路最长隧道——中天山隧道、国内铁路TBM施工直径最长的铁路隧道——兰渝铁路西秦岭隧道,中铁十八局集团频频刷新TBM施工纪录,实现了从“技术引进”到“全面引领”的重大跨越。

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    中铁十八局集团隧道公司TBM技术人员在南疆铁路吐鲁番至库尔勒二线中天山隧道调试TBM

    在当时国内第一长隧西康铁路秦岭隧道施工中,中铁十八局集团从德国引进中国首台TBM,可连续完成掘进,初期支护,仰拱块安装,风、水、电延伸和自行轨道铺设等作业。施工全过程采用电脑PLC程序控制,实现了无爆破、微振动、无粉尘的工厂化作业模式,在当时创造了月掘进509米的世界纪录,并凭借该工程获得国家科技进步奖一等奖、鲁班奖、詹天佑奖和中国十大科技成就奖。

    在驾御“洋设备”时,他们大胆叫板“洋货”。在南疆铁路吐鲁番至库尔勒二线中天山隧道施工中,他们不断给“洋设备”做“移植手术”,先后对TBM进行刀盘前刮渣板、刀盘喷水装置等国产化技术改造,改进项目近20项,还修正了“洋设备”很多技术参数,经专家鉴定,掘进机整修质量合格率99.1%,TBM整修改进节约资金数千万元。

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    中铁十八局集团承建的我国采用TBM施工的最长铁路隧道之一的兰渝铁路西秦岭隧道出口(伍振 摄)

    有“地质博物馆”之称兰渝铁路的“天堑咽喉”——西秦岭隧道全长28.236公里,是当时我国采用TBM施工的最长的铁路隧道之一,TBM直径达10.23米。中铁十八局集团隧道公司执行董事、总经理胡恒千介绍,为提高施工效率,在西秦岭隧道TBM掘进的同时,实施衬砌同步跟进,在国内TBM施工领域开创先河。建设者经反复研究试验,研制成功了既能通过风管、皮带,又能保证有轨车正常运输的衬砌台车,同时增设减震系统,保证了衬砌质量,填补了国内外空白,并创造出最高月掘进727.7米的同类隧道施工纪录。

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    中铁十八局集团在兰渝铁路西秦岭隧道施工的TBM

    中铁十八局集团不仅在山岭长大隧道施工中屡建奇功,在城市长大隧道建设中同样也靠科技“掘胜”。中铁十八局集团市政公司执行董事、总经理陈典华介绍,全国最长的地下城际铁路隧道——(东)莞惠(州)城际铁路GZH-2标段属全线最大埋深,最大坡度达30‰,穿越了160多个单体或联体建筑,安全风险大。莞惠项目经理石继华和科技人员建设者依靠科技创新,应用两台直径8.83米的复合式大盾构机,顺利穿越了全断面硬岩、上软下硬、孤石、红砂岩等复杂地层,成功的运用了超前注浆、预加固、带压换刀等技术,顺利完成了施工任务,并荣获广东省重点项目建设先进集体等称号。
         

    练就特种兵:做精“地铁隧道”    

    面对国内轨道交通建设市场的广阔前景,该集团制定了推动TBM(大盾构)产业深耕发展的市场战略,以干促揽、以质取胜,布局“根据地”,培育“多面手”,延伸“产业链”,凭品牌“金钥匙”开启北京、深圳、天津等30多个城市近100项地铁项目大门。

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    中铁十八局集团承建的当时全国最长铁路隧道——西康铁路秦岭隧道和当时世界最长的双洞高速公路隧道——包茂高速公路终南山公路隧道(王会堂 摄)

    在重庆6号线铜锣山隧道施工中,中铁十八局集团隧道公司引进两台先进的复合式硬岩TBM,把硬岩掘进的TBM和软土掘进的盾构机融于一身,并采用吹豆砾石注浆回填等新工艺、新技术,成功解决了浅埋段管片连接部位渗水和管片起伏沉降等问题,保证了施工安全,创造了月掘进375米、日掘进13环的最高纪录。

    在青岛地铁2号线施工中,首次在我国地铁领域应用DSUC型双护盾TBM,并通过技术攻关,破解了区间小半径曲线掘进、TBM反坡施工难度大等难题,创造了最高月进尺382米的全国同类型隧道掘进纪录。

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    中铁十八局集团市政公司在莞惠城际大盾构始发现场

    中铁十八局集团隧道公司跑好TBM科技创新接力赛,隧道公司副总经理施红忠介绍,在青岛地铁1号线施工中创造性地引入“连续皮带机+垂直皮带机”相结合的出渣法,使出渣效率比传统方案提高1倍,创造了最高日进尺27米的全国同类型隧道TBM施工纪录。其后,该集团凭借在TBM领域的雄厚实力,又承揽到青岛地铁4号线工程,并在今年3月31日实现TBM全线首发,再展“铁建速度”

    当好转型家:做强“水工隧洞”

    面对水工领域市场大蛋糕,中铁十八局积极落实中国铁建“三转”要求,以结构调整和转型升级为重点,依托水利水电特级资质和TBM(大盾构)施工品牌优势,在水利水电市场发展得风生水起。

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    中铁十八局集团参与建设的四川雅砻江锦屏二级水电站

    引汉济渭工程秦岭隧洞总长98.3公里,最大埋深达2012米,其超长深埋位居世界第一。中铁十八局集团隧道公司党委书记秦跃新介绍,由该公司承建的标段是整个引汉济渭工程地质条件最复杂、施工难度最大的地段,先后要通过20条断层带。为攻克难题,项目经理徐海带领技术人员应用有害气体和不良地质预测预报技术,成功解决了非煤层硬岩瓦斯隧洞TBM施工安全问题,创造了同类环境条件下引水隧洞月掘868米的纪录。去年12月26日,引汉济渭秦岭隧洞岭北段TBM工程提前610天贯通。

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    中铁十八局集团市政公司在山西引黄工程采用的TBM

    由中铁十八局集团市政公司承建的中部引黄工程是水工领域最早使用双护盾掘进机的工程之一,市政公司党委书记任彦武介绍,该工程包含26公里的长距离TBM独头掘进、21公里的最长独头通风,需穿过7条地质断裂带。为加快出渣速度,项目经理王灿林和技术人员研制出TBM后配套连续皮带机磁力摩擦式加力站技术,不仅提高了安全系数,而且提升功效30%,创造了月进尺1411米的全国同类隧道纪录。

    在吉林省中部城市引松供水工程中,引松项目经理陈立和介绍,项目部依托国家“863计划”支持的国产首台TBM,独创“TBM施工SPS作业法”,推行“掘进与整备并行”模式,创造了日进尺86.5米、月掘进1209.8米的国内同类断面隧道施工最高开挖纪录,TBM完好率月均达94.70%,最高达98.06%,提前14个月实现全线第一家贯通。

    此外,该集团还参与了内蒙古引绰济辽工程等重点项目建设,仅采用TBM施工的水工隧洞就累计达100多公里,并荣获水利工程施工企业最高信用等级——AAA级,成为水利水电施工的领跑者。

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    中铁十八局集团隧道公司担负施工的超长深埋位居世界第一的引汉济渭秦岭5号支洞(伍振 摄)

    目前,中铁十八局在TBM和盾构施工领域已获得国家科技进步奖、詹天佑奖、鲁班奖等10多个国家级奖项,参与了近10项国家标准的编制,荣获专利近100项,并培养出以全国道德模范孔凡成、享受国务院特殊津贴的王雁军、天津市工人发明家齐梦学、天津市“131创新团队”和黄欣、王庆柱、王森昌、王宝友、郭惠川、高振宅、王建伟、韩明建、钱浩等TBM(大盾构)专业人才,为“品质铁建”建设交出一份份亮丽的 “TBM答卷”!

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