青島地鐵使用隧道掘進(jìn)機全部青島造 國產(chǎn)化50%以上

中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司成立于2011年2月，是世界500強企業(yè)中國船舶重工集團(tuán)子公司，由青島北海船廠、704研究所和713研究所共同投資興建，是中船重工產(chǎn)業(yè)體系內(nèi)唯一一家專業(yè)隧道掘進(jìn)機生產(chǎn)企業(yè)。

目前，公司的主要產(chǎn)品為隧道掘進(jìn)機。該機器集機、電、液、光、氣、信息技術(shù)于一體，是高智能、新型先進(jìn)的隧道施工重大技術(shù)裝備。該機器的研發(fā)成功，提升了青島市高端產(chǎn)品制造業(yè)水平，為青島軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈的形成起到了較大的作用。通過隧道掘進(jìn)機技術(shù)的引進(jìn)消化吸收，公司目前已經(jīng)擁有了2項發(fā)明專利和4項實用新型專利，國產(chǎn)化達(dá)到了50%以上。從地鐵2號線開始，青島地鐵施工所使用的隧道掘進(jìn)機將全部為青島制造。

“貫龍?zhí)?rdquo;地下日進(jìn)30米

在中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司會議室的長桌上，分列著兩臺設(shè)備的模型——DSUC型雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機(TBM)和復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(EPB)。

在目前青島地鐵2號線的建設(shè)中，共引入了4臺TBM和1臺EPB。這是青島地鐵首次采用機械法掘進(jìn)的隧道施工模式，也是國內(nèi)首次采用TBM進(jìn)行城市地鐵隧道施工。其中，“貫龍”號(注冊商標(biāo))DSUC型雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機的產(chǎn)出在國內(nèi)是首臺套，對青島軌道交通建設(shè)乃至全國都具有重要意義。

據(jù)介紹，TBM針對青島地質(zhì)條件量身定制，它可根據(jù)不同地質(zhì)條件，采用相應(yīng)工作模式。能安全通過堅硬圍巖、強風(fēng)化圍巖及斷裂、破碎地層，不僅滿足青島地鐵施工需求，也可滿足世界各地硬巖隧道施工要求。

據(jù)公司副總工程師王小強介紹，青島的地質(zhì)條件主要是花崗巖為主的硬巖層，以及復(fù)雜地層。在地鐵隧道的挖掘過程中，硬巖層主要通過雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機來挖掘，其破碎強度特別高，可以破碎堅硬而完整的地層。而復(fù)雜地層則主要通過復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機來挖掘，主要針對上軟下硬、富水砂層。

同樣用于地鐵2號線，但2種機型的特點也各自不一樣。“TBM是一邊掘進(jìn)，一邊支護(hù)，一邊出渣，在這個過程中，預(yù)置好的混凝土管片就可以直接拼裝了，工序之間互不干擾，效率很高。比如半小時掘進(jìn)1米5，在這個過程中掘進(jìn)、支護(hù)、出渣都可以同時完成。而EPB需要挖掘半小時，再用半小時拼管片，一共要1個小時，效率相對慢一點，但是針對性很強，復(fù)雜地層必須用復(fù)合型來掘進(jìn)。”王小強介紹。

“2號線的5臺設(shè)備，1臺復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機是用在浮山所到燕兒島路區(qū)間，4臺雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機用于海安路到高雄路。整個掘進(jìn)里程是在17公里左右。”王小強說，據(jù)了解，5臺設(shè)備已經(jīng)完成掘進(jìn)超過了5050米，基本成功貫通了6個區(qū)間。

長135米，重量850噸，開挖直徑6.3米，前方由一個巨大的機身牽引，復(fù)雜的系統(tǒng)集成后配套設(shè)備緊隨其后。在青島地鐵2號線施工現(xiàn)場，筆者見到了TBM這一高智能、新型先進(jìn)的隧道施工重大技術(shù)成套裝備。

王小強表示，為了配合青島地鐵的挖掘，機器還做出了特別適用于青島條件的設(shè)計:“刀頭的動力、扭矩都是設(shè)計過的，既可以讓設(shè)備輕松打碎硬質(zhì)花崗巖，又不會對設(shè)備本身產(chǎn)生過多的壓力。包括踏板都是可拆卸的，這些都是為青島地鐵專門設(shè)計的。”王小強說。

對比地鐵3號線的人工鉆爆法，隧道掘進(jìn)機有著絕對的優(yōu)勢。王小強表示:“人工鉆爆法噪音特別大，而且建設(shè)工期很長，而隧道掘進(jìn)機不僅效率高，而且能夠有效降低爆破帶來的噪音和施工粉塵，對施工者以及地鐵周邊居民影響最小，在居民區(qū)施工更具有明顯優(yōu)勢。”

以TBM為例，今年8月份，2號線海安路站—海川路站區(qū)間貫通，這是青島地鐵首個采用TBM施工貫通的區(qū)間，此區(qū)間貫通長度為941米，施工歷時4個多月。據(jù)介紹，對于傳統(tǒng)的鉆爆法施工，TBM最大的優(yōu)勢就是掘進(jìn)速度快。在這次區(qū)間貫通施工中，TBM先后創(chuàng)造了最高日進(jìn)尺22.5米，最高月進(jìn)尺350米，而鉆爆法日進(jìn)尺為一兩米，TBM平均是它的七八倍，效率非常高，這段近1000米的隧道，用鉆爆法差不多得花兩年的時間。

據(jù)王小強介紹，TBM機型已達(dá)到了50%以上的國產(chǎn)化率?，F(xiàn)在，地鐵2號線每天分成3個班，其中2個掘進(jìn)班，1個維保班。每臺設(shè)備每天可以掘進(jìn)二三十米。基本可以保證月掘進(jìn)300米左右。

國內(nèi)同行中首屈一指可形成自主技術(shù)

據(jù)悉，掘進(jìn)機行業(yè)在國內(nèi)是由上海先發(fā)展起來的。“最早是半機械掘進(jìn)，真正發(fā)展起來在2000年以后，北京、上海、廣州、深圳都陸續(xù)大力發(fā)展地下軌道交通，尤其到2005年后，開始蓬勃發(fā)展。”王小強介紹說。

中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司集合中船體系內(nèi)機、電、液等優(yōu)勢專業(yè)的技術(shù)人才，建有青島市高端裝備制造企業(yè)第一批院士專家工作站。先后與國內(nèi)外知名隧道掘進(jìn)機企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流與合作，博采眾長，形成了應(yīng)對硬巖及復(fù)雜地層的隧道掘進(jìn)機技術(shù)。

除了地鐵隧道的建設(shè)，隧道掘進(jìn)機還可用于公路、鐵路、水利、發(fā)電站、飲水工程的施工，包括城市的市政管道、排水、電纜都將運用設(shè)備掘進(jìn)。

王小強表示，目前國內(nèi)硬巖機的制造商中，中船重工的產(chǎn)量最大，由于國產(chǎn)部分基本上承擔(dān)一半的產(chǎn)值，因此中船重工的掘進(jìn)機成本比洋品牌低三分之一以上。

據(jù)悉，當(dāng)前，我國在地鐵施工中的硬巖隧道掘進(jìn)機大部分依靠從國外進(jìn)口，每臺掘進(jìn)機的采購成本達(dá)到1.8億元，而青島造硬巖隧道掘進(jìn)機每臺售價為1.2億元，有著巨大的成本優(yōu)勢。據(jù)透露，目前，公司正與印度孟買地鐵方接洽，青島產(chǎn)隧道掘進(jìn)機有望走出國門，在國際上發(fā)出青島高端裝備制造業(yè)的聲音。

由于地鐵2號線中隧道掘進(jìn)機的成功使用，地鐵1號線70%的工程將會使用機械掘進(jìn)。目前，地鐵1號線也已經(jīng)完成了施工招標(biāo)，確定使用20臺青島造隧道掘進(jìn)機，其中12臺復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機，8臺雙護(hù)盾硬巖隧道掘進(jìn)機。“目前我們已經(jīng)展開了設(shè)備選型、元部件采購等工作。預(yù)計明年7、8月份前面幾臺設(shè)備就會出廠，到2018年，20臺設(shè)備都會陸續(xù)投入到1號線的施工當(dāng)中。”王小強說。

對此，中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司已經(jīng)做好充分的準(zhǔn)備。公司董事長兼總經(jīng)理陳凡表示，公司目前已經(jīng)擁有占地94畝的一期基地，總裝廠房面積21603平方米，于2012年12月建成并投入使用，具備年產(chǎn)6臺隧道掘進(jìn)機及10臺大型機械設(shè)備的生產(chǎn)能力。而占地53畝的二期廠房正在建設(shè)，2016年建成后將形成同時生產(chǎn)10臺隧道掘進(jìn)機及5臺隧道掘進(jìn)機維修保養(yǎng)的能力。

“為了1號線的開工，明年3月一定會建好，屆時廠房接近4萬平方米，就可確保證15臺設(shè)備分批生產(chǎn)，保證地鐵1號線的施工。”陳凡說，“我們與意大利、德國等隧道掘進(jìn)機技術(shù)最前沿國家開展合作，按照現(xiàn)在的技術(shù)和工藝積累速度，我們可以順利完成從消化吸收到形成自主技術(shù)的升級，變成具有完全獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。”

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。