[圖文]“智造”盾構天下 掘進領域顯神威

       2013年1月18日，根據《科學技術獎勵條例》的規(guī)定，經科學技術獎勵評審評審、科學技術獎勵審定和科技審核，批準并報請簽署，授予鄭哲敏院士、王小謨院士2012年度科學技術獎。在與同時批準的其它獎項中，我們驚喜的看到關于工程機械技術的影子，那就是“盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業(yè)化”等22項成果被授予科學技術進步獎一等獎。

盾構機

    說到“盾構”，或許大多數人在日常生活中都接觸不到這項技術和相關的裝備，然而隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，尤其是在北上廣這樣的超大型城市和各的會城市，“盾構技術與裝備”已經被廣泛應用，大城市中的地下交通隧道、鐵路、公路穿過的大山隧道就是由盾構機完成框架的，因此“盾構”這項技術及裝備與人們的生活還是密切相關的。

    這里我們有必要簡單介紹一下盾構技術及盾構機，便于大家深入理解本次盾構裝備技術的意義所在。盾構機問世至今已有近180年的歷史，其始于英國，發(fā)展于日本、德國。盾構機從歸屬范疇上說屬于掘進領域，它是一種隧道掘進的專用工程機械。它集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術，而且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計制造，可靠性要求極高。

2012上海寶馬展上展出的盾構機工作場景模型

    因為在進行隧洞施工時，盾構機具有自動化程度高、節(jié)人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降等優(yōu)點，所以盾構機已經被廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

    二十多年前，盾構的概念和裝備還沒有進入，我們的隧道施工依然是沿用多年的手鎬、鋼釬、、小火車運土的方法。之后，盾構機這種隧道工程機械被引入。無論是在山間、江底，還是在城市地下，它就像一輛在黑暗中開路的“火車”，頭頂直徑五六米的大刀盤，削吞土石，又緩緩吐送到身后的傳送帶上，同時，一塊塊拱形預制件被轉舉到需要的位置，拼接成堅固的隧道拱圈，隧道掘進、排土、襯砌一次成型。

    不過，那時我國的隧道掘進領域的裝備基本上是“洋盾構”的天下。當時，一臺進口的普通直徑6.3米地鐵盾構機的價格是6000萬，德國、美國、日本等少數跨國公司掌握著盾構的核心技術，賺取高額的利潤，而的企業(yè)只是擔當了“施工隊”與“加工裝配隊”的角色。回憶當時的那種狀況，浙江大學流體動力及機電系統(tǒng)重點實驗室楊華勇教授無奈地說“為什么這么貴?因為我們自己沒有盾構機的核心技術?！?/P>

    看到“洋盾構”獨掌天下的危，各領域的有識之士開始在“盾構掘進領域”發(fā)力。

    以浙江大學楊華勇教授為首的科研團隊從研究洋盾構機入手，不斷地深入研發(fā)盾構的核心技術。2002年，“863”計劃機器人主題，更是啟動了對盾構項目的支持。2004年，浙大研制出了具有自主知識產權的電液驅動和控制系統(tǒng)，這是盾構的“心臟”。在當時上海的地鐵施工中，“造”戰(zhàn)勝了洋盾構。2009年，天津地鐵3號線施工，中鐵隧道集團研制的“中鐵一號”國內第一臺復合式盾構經受住了嚴峻的考驗，實時檢測結果表明，地表變形小于2毫米，地面建筑完好無損。

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