11月15日至16日，二十國集團(tuán)（G20）領(lǐng)導(dǎo)人第十七次峰會在印度尼西亞巴厘島舉行。備受矚目的印尼雅萬高鐵將于G20峰會期間測試運(yùn)行。2020年11月24日，由中交天和自主研發(fā)的中國出口海外直徑最大盾構(gòu)機(jī)，順利貫通雅萬高鐵1號隧道，助力“一帶一路”重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，用“中國制造”擦亮“中國高鐵”的靚麗名片。

雅萬高鐵是一條連接印度尼西亞首都雅加達(dá)和第四大城市萬隆的高速鐵路，也是東南亞地區(qū)首條高速鐵路，全長142公里，設(shè)計時速350公里。項(xiàng)目建成通車后，雅加達(dá)至萬隆的通行時間將由現(xiàn)在的3個多小時縮短至40分鐘，對加快泛亞鐵路網(wǎng)建設(shè)，緩解兩地交通壓力，加快形成雅萬經(jīng)濟(jì)走廊，促進(jìn)印尼經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等具有十分重要的意義。

雅萬高鐵是中國高鐵從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、勘察設(shè)計、工程施工、裝備制造，到物資供應(yīng)、運(yùn)營管理和人才培訓(xùn)等全方位整體“走出去”的“第一單”，實(shí)現(xiàn)了中國高鐵首次全系統(tǒng)、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈走出國門。其中，1號隧道所用的盾構(gòu)機(jī)裝備由中交天和自主設(shè)計研發(fā)并制造。

針對性設(shè)計 解決建設(shè)難題

雅萬高鐵1號隧道全長1885米，最大埋深26米，是整個項(xiàng)目建設(shè)的“咽喉”工程，也是中國企業(yè)在海外承建的首條高鐵盾構(gòu)隧道。該隧道掘進(jìn)采用中交天和自主研發(fā)的盾構(gòu)機(jī)，刀盤直徑13.19米，是當(dāng)時東南亞地區(qū)最大直徑的泥水加壓平衡盾構(gòu)機(jī)。

1號隧道地質(zhì)以黏性土、山灰膠結(jié)狀圓礫、砂類土、細(xì)礫土為主，地下水位高、地表水豐富，洞身經(jīng)過火山堆積層，巖體破碎，自穩(wěn)能力差。隧道還下穿構(gòu)筑物密集區(qū)、高速公路及其互通匝道，并側(cè)穿兩座建筑等。隧道施工條件極為復(fù)雜，施工難度及風(fēng)險極高。為此，中交天和專門配備一支優(yōu)秀服務(wù)團(tuán)隊(duì)，為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)場、組裝、調(diào)試、掘進(jìn)、拆機(jī)、運(yùn)輸?shù)冗^程提供“全天候保姆式”服務(wù)，解決了業(yè)主的后顧之憂。

面對惡劣的施工環(huán)境，中交天和設(shè)計的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑13.19米、長約101米、重2600余噸，應(yīng)用了沉降控制、分層逆洗、超大直徑盾構(gòu)機(jī)超長距離掘進(jìn)不換刀、刀具磨損實(shí)時監(jiān)測等多項(xiàng)世界先進(jìn)技術(shù)，其中超大直徑盾構(gòu)機(jī)超長距離掘進(jìn)不換刀、刀具磨損實(shí)時監(jiān)測技術(shù)為世界首創(chuàng)技術(shù)。

毫米級把控 實(shí)現(xiàn)重大突破

盾構(gòu)機(jī)在隧道第55環(huán)至80環(huán)的掘進(jìn)區(qū)間，要下穿輕軌改線段；在98環(huán)至234環(huán)要下穿高速公路。為防止路面塌陷或斷裂，盾構(gòu)機(jī)隧道施工必須將沉降控制在厘米級，最終實(shí)現(xiàn)路面最大沉降控制在毫米級，這在超大直徑盾構(gòu)機(jī)施工史上屬于首次。

盾構(gòu)機(jī)宛如穿行地下、吞石吐泥的“巨龍”，刀具就是它的“牙齒”，對隧道的順利貫通至關(guān)重要。當(dāng)時，其他超大直徑盾構(gòu)機(jī)在類似地層中掘進(jìn)到200米左右時，刀具磨損量就會達(dá)到50毫米，需要更換刀具，而該盾構(gòu)機(jī)在1號隧道中共掘進(jìn)1469米，刀具實(shí)際最大磨損量僅35毫米。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造了單月掘進(jìn)320米的紀(jì)錄，并培養(yǎng)了百余名盾構(gòu)技術(shù)人員。

項(xiàng)目施工現(xiàn)場落實(shí)防疫措施

近年來，中交天和始終堅(jiān)持走自主研發(fā)、科技創(chuàng)新之路，秉持做大做強(qiáng)中國盾構(gòu)機(jī)的初心，在國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造和掘進(jìn)技術(shù)等方面不斷創(chuàng)新突破，實(shí)現(xiàn)了中國超大直徑盾構(gòu)機(jī)從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展。中交天和生產(chǎn)制造的“天和號”盾構(gòu)機(jī)打破國外壟斷，成為中國首臺自主生產(chǎn)制造的超大直徑盾構(gòu)機(jī)；自主研發(fā)制造的雅萬高鐵1號隧道超大直徑盾構(gòu)機(jī)，成為中國出口海外最大直徑盾構(gòu)機(jī)。日前，中交天和自主研發(fā)制造的“運(yùn)河號”超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)在北京東六環(huán)改造工程東線隧道順利完成盾構(gòu)機(jī)中間風(fēng)井接收，實(shí)現(xiàn)我國最長盾構(gòu)高速公路隧道首段貫通；自主研制的我國直徑最大、性能最先進(jìn)的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“聚力一號”正在江蘇江陰靖江過江通道施工。

為早日打通國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)全國產(chǎn)化的“最后一公里”，實(shí)現(xiàn)超大直徑主軸承的自主可控及成果產(chǎn)業(yè)化，補(bǔ)齊中國盾構(gòu)行業(yè)的主軸承產(chǎn)業(yè)鏈。中交天和與中科院相關(guān)院所就超大直徑軸承開展了進(jìn)一步強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、深化研究，并在前期聯(lián)合攻關(guān)中，已在材料、工藝、制造、性能等方面取得了突破性成果。

“在城市深邃的地下，無需工程師人工決策、手動操作，重達(dá)數(shù)千噸、長達(dá)百米以上的盾構(gòu)機(jī)能夠通過‘人工智能’，在無人駕駛的情況下，自動挖掘出一條條地鐵、公路、高鐵等隧道”是盾構(gòu)機(jī)未來的發(fā)展走向，這也是所有盾構(gòu)人最大的夢想。如今，這個夢想有望在2023年實(shí)現(xiàn)。據(jù)中交天和負(fù)責(zé)無人化掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)研究的吳志洋博士介紹：“國外研發(fā)人員一直想做這件事，但因?yàn)樗y度非常大，也需要大量的數(shù)據(jù)積累，所以國外沒有做成。但現(xiàn)在我們有可能實(shí)現(xiàn)，一是我們有大量的工程實(shí)踐，二是有這樣技術(shù)實(shí)力。”

同時，要實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)無人化掘進(jìn)，就必須掌握盾構(gòu)機(jī)自主巡航技術(shù)和管片智能化技術(shù)。中交天和主研發(fā)的地鐵隧道用6米級盾構(gòu)機(jī)無人化掘進(jìn)盾構(gòu)機(jī)及15米級無人化拼裝盾構(gòu)機(jī)已在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)成功并取得良好應(yīng)用效果。預(yù)計2023年下半年將實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)自主掘進(jìn)、自主拼裝一體化，率先實(shí)現(xiàn)進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)無人化時代。