有一個(gè)5000多年前就有人類繁衍生息的地方,至今還沒有通上火車。它坐落在中國東海海域,是中國的第一大群島,
如今,每年還有超5000萬游客登島,它就是舟山群島。
舟山群島
舟山對(duì)火車有多向往?
從一個(gè)事例可見一斑:雖然島內(nèi)沒有鐵路,但卻放著一列“南洞功勛號(hào)”火車,還成為網(wǎng)紅打卡地。
“南洞功勛號(hào)”火車
火車想要開上群島,首先要挑戰(zhàn)的就是金塘水道。沒錯(cuò),就是那條進(jìn)出世界第一大港——舟山港的黃金通道,每年都有上萬艘運(yùn)輸船經(jīng)過此處。
既要通火車,又不能影響十萬噸級(jí)以上的船舶自由進(jìn)出,怎么才能做得到?
換個(gè)維度看問題。
敢于想象的中國工程師們把目光投向了海底,決定用盾構(gòu)機(jī)在海底掘出一條高鐵隧道。
今天帶來《國家工業(yè)密碼》有聲故事第十八集《從0到No.1,中國盾構(gòu)機(jī)打了場(chǎng)“翻身仗”》。
金塘海底環(huán)境非常復(fù)雜,看似松軟的泥沙之下,其實(shí)還暗藏著連綿不絕的“山脈”,要在金塘海底挖一條全球最長(zhǎng)海底高鐵隧道,難度非同尋常。
由中國鐵建承建的金塘海底隧道縱剖圖
2024年5月,由中國鐵建建設(shè)的甬舟鐵路金塘海底隧道開始相向盾構(gòu)掘進(jìn),猶如“孿生兄弟”的“甬舟號(hào)”和“定海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)將在未來的3年內(nèi),
奔赴萬米,在78米深的海底相會(huì)。
由中國鐵建研發(fā)的“甬舟號(hào)”盾構(gòu)機(jī)
由中國鐵建研發(fā)的“定海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)
中國建設(shè)者何以有勇氣挑戰(zhàn)這樣的世界難題?那就要說到為“基建狂魔”立下汗馬功勞的重器——盾構(gòu)機(jī)。
從無到有,開啟屬于中國的盾構(gòu)時(shí)代
上天有神舟,下海有蛟龍,追風(fēng)有高鐵,入地有盾構(gòu)。如今,那些世界最深、最長(zhǎng)、最大的超級(jí)工程中,都有中國盾構(gòu)制造和施工技術(shù)的身影。
盾構(gòu)機(jī)是如何工作的呢?我們可以把盾構(gòu)機(jī)比喻成“鋼鐵蚯蚓”,巨大的刀盤就是它的頭部,密密麻麻的刀具就是它的牙齒,刀盤在前方“啃泥噬巖”向前掘進(jìn),身后環(huán)環(huán)管片拼裝,對(duì)隧洞起支撐作用,盾構(gòu)機(jī)走過隧道成型。
200年前,法國工程師布魯諾爾“靈光一閃”,從鑿船蟲得到靈感,發(fā)明了盾構(gòu)機(jī),并成功修建了泰晤士河隧道。
但直到十幾年前,我國盾構(gòu)機(jī)制造領(lǐng)域幾乎還是一片空白。
1997年,為了建設(shè)西康鐵路秦嶺隧道,中國第一次進(jìn)口了兩臺(tái)德國盾構(gòu)機(jī)。
盾構(gòu)機(jī)施工不僅效率大幅提升,而且施工過程安全性大大提高。但是,在享受安全高效的同時(shí),我們也不得不接受將近七個(gè)億的高昂設(shè)備費(fèi)用。
2006年之前,中國就從國外進(jìn)口了130多臺(tái)盾構(gòu)機(jī),花費(fèi)上百億!
中國希望在盾構(gòu)領(lǐng)域打一場(chǎng)“翻身仗”。
2002年,盾構(gòu)機(jī)被列入國家“863”計(jì)劃,開始了關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
2004年,第一臺(tái)由中國人自己設(shè)計(jì)制造的“先行號(hào)”863盾構(gòu)機(jī)誕生,這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的直徑雖然僅有6.34米,但屬于中國的盾構(gòu)時(shí)代自此拉開序幕。
“先行號(hào)”盾構(gòu)機(jī)
2008年4月,我國第一臺(tái)可以在復(fù)雜地質(zhì)中作業(yè)的“中國中鐵1號(hào)”盾構(gòu)機(jī)在河南成功下線。
再到2020年9月,國產(chǎn)首臺(tái)16米級(jí)盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”在長(zhǎng)沙問世,中國盾構(gòu)機(jī)制造有了大的跨越。
由中國鐵建研發(fā)的“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī)
從有到優(yōu),掌握巨獸“換牙”黑科技
僅僅數(shù)十年的時(shí)間,盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造了超乎想象的“中國速度”。
但你可知道,從0到1、從1到N的中國盾構(gòu)機(jī),一次次的創(chuàng)新與迭代背后,是央企建設(shè)者們從實(shí)踐中一點(diǎn)點(diǎn)摸索來的,卡脖子技術(shù)也要自己一項(xiàng)一項(xiàng)去攻破。
2005年,南京長(zhǎng)江隧道的修建備受矚目,被稱為“萬里長(zhǎng)江第一隧”。
掘進(jìn)到600米時(shí),引進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)參數(shù)突然異常,開始“罷工”。
原來是盾構(gòu)機(jī)刀具被磨掉,刀盤部分結(jié)構(gòu)也被磨沒了!盾構(gòu)機(jī)沒有了“牙齒”,甚至“牙床”也受到了影響。
事實(shí)上,盾構(gòu)機(jī)的刀具,要針對(duì)地形“量身定制”。
面對(duì)長(zhǎng)江底下的卵石地層,中國鐵建的工程師分析了刀具的設(shè)計(jì)原理,重新設(shè)計(jì)出了一款“更耐磨”的合金刀具,再次啟動(dòng)盾構(gòu)機(jī)后,可以一口氣挖掘400米不換刀,比原裝刀具耐用率提高了8倍。
自主研發(fā)刀具和原裝刀具掘進(jìn)對(duì)比圖
但面對(duì)“復(fù)雜多變”的“長(zhǎng)江”,這樣的改造還不夠。
更換刀具,以往都是帶壓進(jìn)倉,這需要繁瑣的加壓、減壓操作,被業(yè)內(nèi)稱為“刀尖上跳舞”。
盾構(gòu)機(jī)制造之初,中國鐵建工程師就提出常壓換刀的設(shè)想。
在這場(chǎng)危機(jī)的處理中,他們更是一馬當(dāng)先,在常壓環(huán)境下完成刀具更換,第一代常壓換刀技術(shù)至此誕生!
此后十年,他們又研發(fā)出第二代、第三代換刀技術(shù),應(yīng)用范圍更廣、操作更加便捷。
如今,更是在“智能化”加持下攻堅(jiān)機(jī)器人換刀技術(shù)。
由中國鐵建研發(fā)的四代換刀技術(shù)
從優(yōu)到強(qiáng),大盾構(gòu)有了全球最強(qiáng)“中國心”
從落后百年到全球領(lǐng)先,我們僅僅用了十余年時(shí)間,但中國盾構(gòu)機(jī)真的就“無敵”了嗎?
并非如此。
盾構(gòu)機(jī)全面自主化的“最后一環(huán)”——主軸承依然需要攻克!
如果將盾構(gòu)機(jī)比作一個(gè)人,那么主軸承堪比心臟。
主軸承長(zhǎng)期以來依賴進(jìn)口,就如同“心臟”被攥在別人手心。
2023年10月,由中國鐵建自主研制的直徑8.61米盾構(gòu)機(jī)主軸承在長(zhǎng)沙下線,這是迄今全球直徑最大、單體最重、承載最高的整體式盾構(gòu)機(jī)主軸承,國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)主軸承也實(shí)現(xiàn)了從中小直徑到超大直徑型譜的全覆蓋,國產(chǎn)大型盾構(gòu)機(jī)全面國產(chǎn)化指日可待。
由中國鐵建研制的直徑8.61米盾構(gòu)機(jī)主軸承在長(zhǎng)沙下線
不僅如此,浪漫的中國工程師還為盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)了不同的皮膚。
京劇臉譜,熊貓、醒獅、麒麟……國潮元素與大國重器巧妙結(jié)合,彰顯著地域特色,使工業(yè)機(jī)器充滿了靈魂和生命,成為中國品牌的“代言人”,向世界講述著中國故事。
不同涂裝的盾構(gòu)機(jī)刀盤
一條條隧道構(gòu)成的市政網(wǎng)絡(luò)、地下交通正慢慢形成,更深層次的地下空間迎來高速發(fā)展,相信在未來,《流浪地球》里的“地下城”將不再是科幻。
而千伏電壓橫臥長(zhǎng)江、高鐵飛馳百米海底、鐵路上島通達(dá)世界,如今還有更多的科幻場(chǎng)景在盾構(gòu)家族的掘進(jìn)下成為現(xiàn)實(shí)。
75載歲月崢嶸,在中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下,新中國在幾乎“一窮二白”的基礎(chǔ)上,建立起今天門類齊全的現(xiàn)代工業(yè)體系。千千萬萬國有企業(yè)建設(shè)者用智慧和血汗筑就了立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基、富國之源。如今,國有企業(yè)作為新型工業(yè)化的主力軍,在航空航天、信息技術(shù)、能源電力、裝備制造等領(lǐng)域打造出一大批領(lǐng)跑全球的重大成果,推動(dòng)我國工業(yè)實(shí)現(xiàn)高端化、智能化、綠色化的歷史性變革。
新中國成立75周年之際,國務(wù)院國資委新聞中心聯(lián)合新華網(wǎng)、云聽APP、喜馬拉雅APP、機(jī)械工業(yè)出版社推出《國家工業(yè)密碼》——有聲故事網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)傳播活動(dòng),以國有企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)為起點(diǎn),回顧國資央企打造工業(yè)體系的生動(dòng)故事,解析寶貴經(jīng)驗(yàn)的奮斗密碼,展望以中國式現(xiàn)代化全面推進(jìn)強(qiáng)國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)的光明前景。
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