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國内外盾構技術發展思維導圖
國内外盾構技術發展思維導圖
更新时间:2024-11-15 20:53:04

李建斌出生的北三相村離趙州橋不遠。舉世聞名的趙州橋雄踞洨河之上,曆經地震、洪災,1400多年巋然屹立如初。作為一名出生于趙州橋近畔貧寒農家的子弟,中國中鐵高級專家李建斌人生最切近的楷模就是“大國工匠”李春。

“天行健,君子以自強不息”,三十多年前,當李建斌踏上求學之路,他就下定決心:為改變祖國積貧積弱的面貌,奉獻自己的微薄之力。

如今,每當面對即将出廠的中鐵裝備人設計制造的嶄新國産盾構機,李建斌就有一種莊嚴的儀式感,胸中會升騰出一種豪邁的情感。

1843年,在倫敦泰晤士河底,英國用布魯諾爾設計的斷面高6.8米、寬11.4 米的矩形盾構機,建成了世界上第一條盾構法隧道。

如果從1843年算起到2001年李建斌率領18位科技人員組成“盾構夢之隊”,間隔158年,落後了158年。如此大的落差還能趕上嗎?

盾構機制造工藝複雜,技術附加值高,一直被德、法、日等少數國家所壟斷,進口盾構機一度在我國市場占有率高達90%以上,且價格昂貴,每台至少在5000萬元以上。

1982年,畢業于吉林工業大學汽車運輸工程專業的李建斌還不滿20歲,他被分配在鐵道部隧道工程局一處汽車隊工作。當時的施工條件非常艱苦,地質惡劣,經常出現塌方,所使用的施工設備也非常落後,幾百人參與施工。李建斌一直思考:有沒有更好的設備能保證施工安全?

西康鐵路秦嶺隧道施工,如果用常規施工工法,需十多年才能打通,而使用進口掘進機,僅用兩年多便全線貫通。李建斌眼前一亮,他沒想到世上真有這麼先進的設備!當時他就想,我們自己能不能制造出這樣的設備?

酷愛學習的李建斌開始對盾構機産生了濃厚興趣,他參與了多台進口盾構機的采購,這為他日後成為中國盾構研發和産業化帶頭人打下了基礎。後來,隧道工程局又以硬貸和軟貸方式,引進了世界掘進機第一品牌德國公司的四台盾構機設備。

受人擺布的局面必須打破!鐵道部隧道工程局領導班子認為,作為一個隧道專業企業,理應擔起振興民族工業的重任。

“我們趕上了一個好時代!”李建斌非常感慨。

1999年9月,隧道工程局與鐵道部脫鈎,更名為“中鐵隧道集團有限公司”,歸屬中國中鐵股份有限公司。2001年5月,實行公司制改造,組建了以中鐵隧道集團有限公司為核心,集勘測設計、建築施工、科研開發、機械制造,四大功能為一體的中鐵隧道集團。

2001年1月29日,中鐵隧道集團在南京召開首次盾構會議,會議決定,由李建斌所在的第一工程處負責提出盾構科研人員和設計人員的需求。

受命而行,一副開創中國盾構産業的千斤重擔曆史地落在李建斌的肩頭。

2月16日,由李建斌帶領18人組成的盾構開發項目組正式成立,這18人也被稱為第一支“盾構夢之隊”。

從2002年開始,科技部将盾構機項目列入國家863計劃,連續多年支持盾構機研發,對盾構機國産化和産業化起到了積極的推動作用。中鐵裝備先後有五個項目得到863計劃支持,持續不斷,累計獲得3000多萬元經費支持。

那個時候,自主研發一台盾構機談何容易!一切研發都是從零開始。

“使用盾構機和研制盾構機是兩個概念,當時所有的技術和理念都是盲區。”說起第一台盾構機的研發過程,李建斌深有感觸。

研制盾構機難在中國是世界公認的“地質博物館”,從珠穆朗瑪峰到吐魯番盆地,從青藏高原到長江中下遊平原、到四川盆地,地質構造千奇百怪不勝枚舉,更别提全世界五大洲的地質構造,要造一種盾構機“放之四海而皆準”,打遍天下,那的确是夢想。

2001年,李建斌帶領18名技術人員組成的研發團隊在盾構刀盤驅動方式及控制、盾構液壓推動及姿态控制、新型刀盤結構、刀具材料及工藝等方面取得實質性突破。

2005年3月27日,科技部在上海召開國産盾構機現場會,專家們一緻認為,中鐵裝備項目完成了預期指标。通過産學研結合,成功研制出兩台國産盾構機并進行了工業示範應用,中鐵隧道集團完成了2600米的地鐵隧道,上海也完成了1000米的掘進任務,這個盾構項目很有顯示度,是我國科研領域的一件大事。

2006年6月,國務院發布《關于加快振興裝備制造業的若幹意見》。中鐵隧道集團受到極大鼓舞,也加快了自主研發盾構機的步伐!

國内外盾構技術發展思維導圖(矢志奉獻新産業)1

(2008年,國内首台土壓平衡盾構機下線)

“十年磨一劍”,2008年,曆經8年時間研制的國内首台,具有自主知識産權的“中國中鐵一号”土壓平衡盾構樣機在新鄉成功下線,填補了我國在複合盾構機制造領域的重大空白,真正實現了我國複合盾構機的從無到有。

第一台自主研發的土壓平衡盾構樣機,能否在實踐中經得住檢驗?“中鐵一号”盾構機始用于天津地鐵三号線建設。2009年6月8日,“中鐵一号”參與建設的天津地鐵三号線營和右線區間順利貫通。“中鐵一号”首戰告捷,顯示了優異的性能。

複合盾構樣機通過河南省科技廳科技成果鑒定,鑒定結果表明,整機完全達到國際先進水平,兩項關鍵技術達到了國際領先水平。

李建斌下定了決心,他要為中國盾構機走向産業化走向世界,在所不惜。

2009年8月16日,“中鐵二号”在新鄉下線,“中鐵二号”盾構機整機性能有了進一步提高。

截至2018年底,國産全斷面隧道掘進機的設計制造及掘進施工技術水平已達到,甚至在一些領域已超過了國際先進水平,突破了關鍵核心技術,圍繞盾構法施工的失穩、失效、失準三大國際難題,攻克了穩定性、順應性、協調性三大關鍵技術。

國内外盾構技術發展思維導圖(矢志奉獻新産業)2

(國内最大直徑硬岩掘進機“雲嶺号”下線)

2020年6月,我國自主研發的國内最大直徑敞開式硬岩掘進機“雲嶺号”下線,他可以讓隧洞施工效率提升3到5倍。針對軟岩大變形、斷層破碎帶、湧水突泥等地質條件,研發團隊對“雲嶺号”進行了精準設計,并配置了超前地質預報、有害氣體檢測、應急避險艙等多種功能,可解決施工中可能發生的“岩爆、突泥、湧水”等難題。

“雲嶺号’的成功下線,再次刷新了國産硬岩掘進機直徑紀錄,标志着中國隧道掘進機研發制造高端化水平進一步提升,為滇中引水這樣的重大工程如期完工提供了保障。”李建斌說。

李建斌在為國産盾構機奮鬥的十餘年間,先後獲得“國家科技進步一等獎”、“國家科技進步二等獎”,以及省部級以上獎勵十餘項;擁有國家發明專利68項,其中55項排名第一;擁有國際發明專利4項,均排名第一,他還是享受國務院特殊津貼專家。

如今,李建斌的視線已經轉向舉世矚目,國産盾構機将大顯身手的川藏鐵路。

國内外盾構技術發展思維導圖(矢志奉獻新産業)3

(2019年,中鐵工業組織極端裝備展)

2018年下半年,李建斌開始布置川藏鐵路新産品的設計策劃,極端環境,需要極端裝備,經過無數個不眠的夜晚,十幾個新産品的雛形已完成。李建斌的設計理念是:應對川藏鐵路複雜的地質條件、岩爆、大變形、軟弱不均地質,要用不同設備保證應對措施,“雙刀盤TBM、柔臂掘進機、半馬盾構機”,這些新産品的名稱層出不窮。時間不等人,李建斌不顧一切,他要抓住川藏鐵路施工機遇,開發設計出颠覆性産品,為工程施工提供安全、高效的設備!

三十多年來,随着為夢想遠行的腳步,李建斌把足迹留在祖國的崇山峻嶺地下深處;如今中國的盾構機已經走向世界,位列國際盾構技術的第一梯隊。

現在李建斌正帶領着研發團隊繼續攻克第四代智能掘進機、第四代半複合破岩掘進機、第五代無刀掘進機。“三個轉變”重要指示成為李建斌忠實踐行的行動指南,要求“掌控技術話語權,占領世界制高點”成為李建斌新時代永遠的人生目标。(沈英甲)

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