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地底隧道不断延伸地面照样车水马龙

发布时间:2006-03-17来源:作者:浏览次数:28458


    在城市地铁工程的施工过程中,地底下的泥土被“掏空”,隧道不断延伸,而地面上照样车水马龙,其中的奥秘就在于挖隧道的盾构掘进机。笔者从浙江大学获悉,该校已研制成功盾构的“心脏”——电液驱动控制系统,实现了密封舱内外压力平衡的实时控制,从而使隧道施工过程中地面不变形。据了解,这一技术已应用于中铁隧道股份有限公司牵头研制的全断面盾构掘进机中,在上海轨道二号线施工中大展身手,从而结束了我国盾构全部依赖进口的局面。
      
    在浙大国家电液控制工程技术研究中心主任杨华勇教授的笔记本电脑里,我们见识了这个直径6.34米、身长60米的庞然大物。这就像一列有着巨大推进力的火车,“火车头”上的刀具和刀盘系统正卖力地把土“削”下来,而就在这列“火车”奋力向前推进的同时,用钢筋混泥土制成的预制件进行着隧道壁的衬砌。
    
    盾构掘进机是当今世界隧道掘进施工中应用最先进的大型成套工程装备,广泛应用于铁路、公路、水利、城市地铁和国防等大型隧道工程建设。由于我国在制造和组装调试盾构掘进机的关键技术——刀盘、刀具系统与电液驱动系统技术的不成熟,在此之前,盾构掘进机一直依赖进口。
    
    2002年5月, 国家863计划“6.3米全断面隧道掘进机关键技术攻关与系统开发”项目正式出台,经招标评审,上海隧道股份有限公司和中铁隧道集团公司分别牵头实施“盾构掘进机刀具、刀盘设计及其关键技术研究”等课题。浙大在其中承担盾构的“心脏”——电液驱动系统的研发。
    
    2005年4月,正在建设中的上海轨道二号线西延伸段古北路至虹桥机场区段工地,中铁隧道股份有限公司牵头研制的全断面盾构掘进机正与“洋盾构”比试着。在喧闹的城市地底下,国产盾构奋力向前推进,在它的身后,地铁隧道以月掘进470米的速度延伸着,比“洋盾构”还要快,由浙大负责研发的盾构“心脏”接受了严格的工程考验。
    
    据了解,这颗盾构“心脏”取得了两个方面的技术突破:一是通过电液比例控制技术,使切落下的土与出土量保持平衡、推进速度与出土速度保持平衡,实现了密封舱压力与舱外原始压力的平衡,不会在施工中产生地面扰动和变形;二是研制出了泵/马达全局功率自适应的刀盘驱动系统,实现了实时的参数自测,使泵输出功率与刀盘驱动功率相适应,减少了约12%的能量消耗。
    
    (记者 张冬素 通讯员 单泠)2006年3月17日