馬蹄形盾構機

　　□記者邵可強通訊員陳龍文記者張琮攝影

　　本報訊　遇水架橋，見山鉆洞，這是修路的常識。提起鉆洞，我們自然想起穿山甲，同樣修路開挖隧道也離不開“穿山甲”——盾構機。你知道嗎？位于我省鄭州的中國中鐵裝備集團（下稱“中鐵裝備”）就生產此利器，而且技術水平已走出國門。

　　近日大河報記者獲悉，該公司生產的世界首個馬蹄形盾構機將在10月20日“露面”。“馬蹄形”、“全球首個”、“河南造”、“完全自主知識產權”，貼了這么多標簽的“穿山甲”怎么樣？我們來看看。

　　獨創

　　“變身”馬蹄形全球領先

　　10月13日，大河報記者見到了這個直徑超過10米的盾構機。

　　從正面看，它就像一個平放著的“大馬蹄”，中間鑲嵌紅藍色的刀盤。據介紹，這些刀盤就像穿山甲的“利爪”，正是開山劈石的關鍵部位，“這個馬蹄形盾構機刀盤高10.95米、寬11.9米，盾體采用梭式結構，雙螺旋輸送機出土”。工作時，“前后錯開，左右對稱”的9個刀盤既可同時轉動，也可單個轉動、任意組合轉動、不同方向轉動。

　　“較之傳統盾構機，馬蹄形盾構機不僅是斷面的‘變形’，更實現了工法、技術的‘變形’。”中鐵裝備集團總經理譚順輝說，這個“大塊頭”看似笨重其實很靈活，馬蹄形盾構工法在鐵路山嶺軟土隧道領域首次運用，它能夠最大程度提高隧道空間利用率，較圓形截面減少10%~15%的開挖面積，是全球首創的隧道新型開挖模式。

　　據了解，該盾構機具有我國完全自主知識產權，是世界首臺馬蹄形盾構機，不僅為我國盾構機高端設備家族增添了新成員，也填補了相關領域的技術空白。

　　背后

　　為滿足工程需要琢磨出“變形記”

　　據了解，蒙華鐵路作為國內最大的運煤專線，隧道設計要求寬大，開挖斷面圓弧為馬蹄形狀，才能保證鐵路隧道的空間要求。蒙華鐵路白城隧道要滿足工期進度，這才有了“變形記”。

　　中鐵裝備集團設計研究總院頂管所所長范磊說，這個馬蹄形盾構機在“變形”過程中面臨不少困難。首先市場需求小，裝備制造單位接觸少；再者是要生產就要搭建新的生產線來滿足要求；最后就是做起來技術難度大、風險高。

　　刀盤是挖隧道的“先鋒”，如何布置刀盤自然成為難中之難。據介紹，馬蹄形的刀盤布置是不對稱的，這就意味著開挖過程中將會留死角，這樣不僅危險，而且處理的難度也非常大。研發團隊最終決定通過改變盾構刀盤的排列位置和刀盤的大小，來保證開挖效率和渣土攪拌效率，“兩名設計師最終拿出了10種刀盤排列組合方案”。“使用幾個刀盤？受重壓會不會變形？”范磊說，當時這些疑問在他腦中輪番“播放”。研發團隊又經過多次論證，最終確定采用“上下對稱、左右對稱”的9刀盤組合方式。

　　經過1年的論證、研發和生產，今年7月17日馬蹄形盾構機成功下線。10月20日，這個“世界第一”將在陜西榆林段白城隧道施工現場亮相，并展示絕活。