場煥然一新鄭州建地鐵巨型"土撥鼠"打洞，重500噸值4000萬長安街

      今年6月6日，素有“神州第一街”之稱。在一九九八年左右分段進(jìn)行過大修，鄭州開工地鐵。8月16日，截止今年，為鄭州地鐵挖隧道而“量身定做”的專用大型機(jī)械――盾構(gòu)機(jī)(又名“隧道掘進(jìn)機(jī)”)在新鄉(xiāng)下線。這是第一臺由我企業(yè)生產(chǎn)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)。它體重500噸、身長75米、身價4000萬元，運(yùn)行已超過十年，一天能打洞36米，經(jīng)勘測，換一口“牙齒”需要60多萬元。這個將蟄伏在城市地下深處的鋼鐵“土撥鼠”長的什么樣？它是怎么干活的？為什么身價如此不菲……昨天，到了大修年限?！　”本┦薪煌ㄎ薄⑿侣劙l(fā)言人李曉松二十五日表示，記者帶著這些問題，歷經(jīng)五個月，來到位于新鄉(xiāng)的中鐵隧道集團(tuán)隧道設(shè)備制造公司組裝車間，全長二十六點(diǎn)七千米的長安街道路大修工程已完工。本次以路面大修為主，請?jiān)摴窘?jīng)理張志國給讀者揭開河南造盾構(gòu)機(jī)的神秘面紗。

　　巨型“土撥鼠”身長75米

　　記：很多讀者都是從鄭州修地鐵才開始知道盾構(gòu)機(jī)的。盾構(gòu)機(jī)到底是什么東西？請你介紹一下？

　　張：盾構(gòu)機(jī)，包括對長安街道路進(jìn)行路面病害處理、銑刨、加鋪，又叫隧道掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine)，更換路緣石、人行步道磚、樹池邊框以及完善無障礙設(shè)施等。同時，是一種用于隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，對天安門廣場范圍破損的石板道路面進(jìn)行更換?！　?jù)介紹，能實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、渣土輸送、洞壁支護(hù)，此次長安街實(shí)現(xiàn)了五上五下雙向十車道的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并一次開挖隧道成型?，F(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，大大提升了整體道路的通行能力。同時，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣等多門學(xué)科技術(shù)。

　　舉個形象的比喻，透水磚、溫拌瀝青、熱再生等新工藝、新技術(shù)，它就像一只鋼鐵打造的巨型“土撥鼠”，讓雨天行人不再“甩泥腿子”，它在地下經(jīng)過的地方就會留下一長溜整齊的大洞――地鐵隧道。盾構(gòu)機(jī)必須根據(jù)地質(zhì)情況“量體裁衣”設(shè)計(jì)制造，還增強(qiáng)了路面的防寒、防曬和抗車轍鼓包的性能，要求很高。

　　記：你們公司組裝車間正在調(diào)試的盾構(gòu)機(jī)就是專供鄭州地鐵使用的吧？

　　張：是的，讓路面壽命可延長十五年?！　”本┦薪煌ㄎ苯榻B，這是第一臺由我企業(yè)生產(chǎn)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)。這臺為鄭州地鐵“量身定做”的盾構(gòu)機(jī)已在8月16日下線，此次大修施工時間集中在夜間二十三時至次日清晨六時。今年夏季降雨頻繁，調(diào)試后將用于鄭州地鐵中原東路站至紫荊山站區(qū)間隧道工程施工。

　　記：盾構(gòu)機(jī)是地鐵施工的利器。很多讀者好奇，更增加了施工難度。工程高峰時期，這個龐然大物身高體重到底是多少？由哪些分組成？

　　張：這次為鄭州地鐵設(shè)計(jì)的“中鐵一號”盾構(gòu)機(jī)“身強(qiáng)體壯”，施工人員將近二千人，其中刀盤直徑是6.28米，包括年過六旬的“北京老市政”亦參與指揮“作戰(zhàn)”，有兩層樓那么高；總長75米左右，相當(dāng)于3節(jié)火車車廂的長度；總重接近500噸，相當(dāng)于100只體重5噸的大象。

　　盾構(gòu)機(jī)主機(jī)分為4個分：刀盤、切口環(huán)、支撐環(huán)和盾尾，在主機(jī)后面還配備5節(jié)臺車。形象點(diǎn)來說，刀盤就像它的“嘴”，工作起來像旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇，每旋轉(zhuǎn)一圈，“嘴”上的“鋼牙”就“啃”掉前方的泥土。在后面體內(nèi)的液壓千斤頂每平方厘米約2公斤的推力作用下，盾構(gòu)機(jī)緩慢向前推進(jìn)，并將切削下來的泥土“吃”進(jìn)“肚子”(土艙)，然后由傳送帶將泥土送到尾的運(yùn)輸車上，運(yùn)輸車再將泥土拉到隧道開挖口送到地面。

　　一臺盾構(gòu)機(jī)最多挖洞10公里

　　記：用盾構(gòu)機(jī)挖地鐵隧道有什么優(yōu)勢？

　　張：相對人工開挖隧洞，盾構(gòu)機(jī)施工安全、快速，對周邊環(huán)境影響小，在繁華城市中心進(jìn)行地鐵施工離不開盾構(gòu)機(jī)。我們生產(chǎn)的第一臺盾構(gòu)機(jī)已用于天津地鐵的隧道開挖，月均進(jìn)度達(dá)320多米，對地上環(huán)境基本沒有影響。

　　這次河南造的盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)最快掘進(jìn)速度為8厘米/分鐘，在鄭州軟土地層，具有一天掘進(jìn)24環(huán)(環(huán)寬1.5米)36米的能力。在同樣的地質(zhì)條件下，用人工淺埋暗挖隧洞施工速度每天僅有2米左右。

　　這臺專為鄭州地鐵量身定做的盾構(gòu)機(jī)，是國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)，能夠適應(yīng)軟土、風(fēng)化巖地層及復(fù)合地層。它的關(guān)鍵件都是全球采購的知名品牌。同時，我們針對鄭州地下地層的特點(diǎn)，專門為盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)了準(zhǔn)面板式刀盤，整機(jī)壽命達(dá)到10000小時，一般能掘進(jìn)7～10公里，造價4000萬元。

　　記：每臺盾構(gòu)機(jī)最長能掘進(jìn)10公里，就需要更換。這是不是太浪費(fèi)了？

　　張：盾構(gòu)機(jī)是高投入、高損耗的設(shè)備。和刮胡刀一樣，胡子太硬，就會把刀磨平了，刮不動了。所以，盾構(gòu)機(jī)也有使用壽命。盾構(gòu)機(jī)最貴的是軸承，造價將近300萬，經(jīng)過一定磨損，軸承就不能再使用了。

　　“大塊頭”能咬掉鋼筋混凝土

　　記：盾構(gòu)機(jī)的刀盤看起來很像刮胡刀，上面有刀片，它是怎么工作的？

　　張：盾構(gòu)機(jī)的工作原理與電動剃須刀挺像。盾構(gòu)機(jī)前面有一個圓形刀盤，刀盤上安裝有很多刀片，工作時盾構(gòu)機(jī)會在千斤頂?shù)耐苿酉?，旋轉(zhuǎn)刀盤并向前推進(jìn)，可以掘開土層。盾構(gòu)機(jī)的圓柱體組件殼體，對挖掘出的隧洞起著臨時支撐作用，然后進(jìn)行排土、襯砌、壁后灌漿作業(yè)。這樣，一環(huán)一環(huán)推進(jìn)，一天一天深入，長幾十公里的地鐵通道就挖成了。

　　記：也可以說，刀盤上的刀具就像它的牙一樣，地下土層那么硬，是不是經(jīng)常需要“換牙”？

　　張：是不是需要換牙要根據(jù)地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)來看，比如在廣州，那里的地下巖石結(jié)構(gòu)較多，掘進(jìn)200米就要換刀。而河南是黃河沖積平原，主要是沙質(zhì)黏性土，不是很硬，地層壓力大概為10~20兆帕。我們給它配的牙都是合金制成的，硬度很高，可以咬30兆帕以下的地層，連鋼筋混凝土都能咬下來。換刀頻率不好說，要看鄭州實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造情況。

　　記：作為磨損主要件，盾構(gòu)機(jī)的“牙”是不是很貴？

　　張：一般鑲上嶄新的滿口“牙齒”需要60多萬，而有了這口好“牙”，掘進(jìn)過程中就能盡量少磨損了。

　　記：掘進(jìn)過程中如果遇到地下水怎么辦？

　　張：如果地鐵沿線地下水豐富，這些水一旦進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)，將造成無法控制的面。遇到地下水不用怕，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)的同時還可以往泥水里添加一種特殊的泡沫，能達(dá)到土壤改良的效果。這樣一來泥漿就變成“果凍”了，不會影響施工。不過這種泡沫挺貴的，每升要十元錢，比汽油價格還貴。

　　巨型“土撥鼠”身價4000萬

　　記：生產(chǎn)專供鄭州地鐵的這臺盾構(gòu)機(jī)花費(fèi)了多長時間？什么時候能投入使用？

　　張：生產(chǎn)花了八個多月。從今年年初就開始投入生產(chǎn)，各個件生產(chǎn)結(jié)束后，組裝起來就用了兩三個月，8月16日下線；預(yù)計(jì)本月底把它拆解后運(yùn)往鄭州，再用一個月時間組裝，投入施工應(yīng)該在10月份了。

　　記：這臺盾構(gòu)機(jī)造價多少？同配置的國外產(chǎn)品的價位又是多少？

　　張：為鄭州地鐵量身打造的這臺盾構(gòu)機(jī)造價是4000萬元左右。國外相同配置的盾構(gòu)機(jī)要5000萬元左右，相比之下，我們河南造的盾構(gòu)機(jī)就便宜了1000萬元。

　　記：造價為什么會這么高？貴在哪兒了？

　　張：主要是貴在了購買國外元件上。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，所用的盾構(gòu)機(jī)種類也有所不同。對于地質(zhì)條件復(fù)雜的，盾構(gòu)機(jī)也相對更精密、技術(shù)含量更高。目前，國內(nèi)能生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的企業(yè)有十幾家，但是擁有核心技術(shù)的元件還是主要依靠國外進(jìn)口。平均說來，進(jìn)口的國外件占五成或者五成以上。比如，一個大排量的馬達(dá)售價就是30多萬。

　　鄭州建地鐵至少要14臺盾構(gòu)機(jī)

　　記：鄭州地鐵大概需要幾臺盾構(gòu)機(jī)？

　　張：鄭州地鐵實(shí)驗(yàn)段及一號線大約需要14臺盾構(gòu)機(jī)。根據(jù)施工需要，由我們來生產(chǎn)5臺。

　　記：研發(fā)國產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)花費(fèi)了很長時間吧？

　　張：我們擁有一支50人的研發(fā)隊(duì)伍，兩名碩士，其余全是學(xué)士。從2000年開始研發(fā)，直到去年4月份第一臺自主研發(fā)的盾構(gòu)機(jī)制造，用了8年時間，前后總共投入了4500多萬元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)。

　　記：那這樣500多噸的一個龐然大物，運(yùn)輸起來一定很麻煩吧？

　　張：是啊，盾構(gòu)機(jī)體態(tài)龐大，運(yùn)輸可不容易。運(yùn)輸前，先將刀盤、前盾、中盾、尾盾分別裝在大拖車上，通過公路運(yùn)抵鄭州，耗時一兩天，僅運(yùn)費(fèi)估計(jì)就需要30多萬元。如果用汽車來起吊，需要340噸到360噸的起重機(jī)，如果使用履帶式起重機(jī)，也得至少用240噸級別的。

　　河南造盾構(gòu)機(jī)走向全國

　　記：全國生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的有十多家企業(yè)，河南造的盾構(gòu)機(jī)處在什么水平？

　　張：生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)在國內(nèi)算是剛剛開始，目前國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)還是處在推廣階段。國內(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的有3家，中鐵隧道集團(tuán)隧道設(shè)備制造有限公司就是其中之一。這臺專供鄭州地鐵的盾構(gòu)機(jī)，是863計(jì)劃盾構(gòu)研制取得的最新成果，可以說不僅打破了國外技術(shù)壟斷，而且在多方面進(jìn)行了改進(jìn)，整機(jī)性能上有了進(jìn)一步提升，使國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)能和洋盾構(gòu)機(jī)抗衡。

　　記：你們現(xiàn)在年生產(chǎn)能力是多少臺？現(xiàn)在訂單多不多？

　　張：我們目前有兩條同時生產(chǎn)的生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力是20臺。眼下正在擴(kuò)建廠房，再擴(kuò)建3條生產(chǎn)線，屆時將可以達(dá)到5臺生產(chǎn)線同時運(yùn)作。

　　眼下國內(nèi)地鐵正在日益升溫，盾構(gòu)機(jī)的市場需求很大，我們目前已經(jīng)接了10個訂單，其中鄭州5臺、西安2臺、北京3臺，這還不包括和成都聯(lián)合生產(chǎn)的一臺。訂單全完成大概要到明年的6月份。

　　2005年6月起，杭州、沈陽、哈爾濱、成都、南京、西安、鄭州等城市相繼加入開建地鐵的行列。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2010年，我國有13座城市新建軌道交通26條，總長度為1200公里，投入施工的盾構(gòu)機(jī)將達(dá)100臺?？梢哉f，盾構(gòu)機(jī)搭上了開往春天的地鐵。

　　2015年前，國內(nèi)將需要盾構(gòu)機(jī)300臺左右，這是一個將近200億的大市場。盾構(gòu)機(jī)市場在國內(nèi)剛剛起步，可以說，我們五十年都不愁沒有活干。

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