太原修地鐵將使用本土造盾構(gòu)機(jī) 450噸"地下穿山甲"即將開挖

2號線是太原市第一條地鐵線路，對于大多數(shù)市民來說，所有關(guān)于地鐵建設(shè)的東西都具有吸引力。目前，地鐵2號線即將全面進(jìn)入車站主體建設(shè)階段，很快在車站之間的區(qū)間隧道施工中，會用到一種能在地底下挖洞的大家伙。這就是專門用于隧道掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)，常被形象地稱作"地下穿山甲"，它是個重達(dá)450噸的大塊頭，能前面吃土后面排土，平均每天能在地下掘進(jìn)10米，比人工開挖的效率高很多。更為關(guān)鍵的是，我市地鐵2號線施工中即將采用的盾構(gòu)機(jī)，是完全在太原市生產(chǎn)制造的，填補了全省高端地下裝備制造的空白。

這種盾構(gòu)機(jī)有哪些神奇之處?相比之前的從外省引進(jìn)甚至進(jìn)口，本土造有哪些優(yōu)勢?昨日，記者走進(jìn)太重軋鋼設(shè)備分公司一探究竟，為您揭開"地下穿山甲"的神秘面紗。

單個“體重”450噸

走進(jìn)太重軋鋼設(shè)備分公司的廠區(qū)內(nèi)，一臺又長又大的大型機(jī)械靜靜地“躺”在一旁，上面標(biāo)注著“龍城一號”字樣。“這是咱太原生產(chǎn)制造的第一臺盾構(gòu)機(jī)，是專門為太原地鐵建設(shè)研制的，已經(jīng)成功下線，很快就能用到2號線一期工程首開段的中心街西站區(qū)間隧道施工中。”太重軋鋼設(shè)備分公司矯正機(jī)廠裝配工部的主任高志雨介紹，盾構(gòu)機(jī)是地鐵建設(shè)中最為重要的大型機(jī)械之一，是具備多種功能于一體的綜合性隧道掘進(jìn)設(shè)備，被譽為“工程機(jī)械之王”。

他說，我國多年來盾構(gòu)機(jī)完全依賴進(jìn)口，直到2008年才打破了洋盾構(gòu)機(jī)在國內(nèi)市場的壟斷。但是，國內(nèi)目前也只有長沙等極少數(shù)省份具備生產(chǎn)制造的能力，我市此次修地鐵，若是使用外省的盾構(gòu)機(jī)，一臺的重量就達(dá)到了450噸，運輸成本太大。

在此情況下，太重集團(tuán)在太重鐵路工業(yè)園區(qū)修建了3萬平方米的廠房，同時引進(jìn)多臺國內(nèi)外高端設(shè)備，為生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)創(chuàng)造各種生產(chǎn)條件。今年10月份，完全本土造的第一臺盾構(gòu)機(jī)成功下線，每臺的合同價僅為進(jìn)口的三分之一。

每臺有138顆“鋼牙”

記者走近仔細(xì)打量第一臺下線的盾構(gòu)機(jī)。機(jī)身全長84米，相當(dāng)于8輛10米長的公交車。整個機(jī)體的重量，差不多等于200多輛自重2噸的越野車，是為我市的地鐵建設(shè)“量身定制”的。

“整個機(jī)身中，最重的要算最前面的圓柱形機(jī)頭，這個機(jī)頭直徑6.4米，300多噸。”高志雨介紹，在盾構(gòu)機(jī)“家族”里，這個尺寸算小的了。根據(jù)用途，盾構(gòu)機(jī)的尺寸也不同，比如在雙線鐵路的隧道掘進(jìn)中，會用到機(jī)頭直徑12.5米的大塊頭，挖出的隧洞也更大。

“看，這個‘穿山甲’能啃動石土，全靠這些鋒利的‘鋼牙’。”高志雨指著機(jī)頭上紅色的旋轉(zhuǎn)刀盤說，這上面分布的一個個的黑色硬塊，就是焊接上去的合金刀片，全是錳鋼制成，硬度非常高。一臺盾構(gòu)機(jī)上，分布著138顆這樣的“鋼牙”。就像人類的牙齒分為切牙、尖牙、磨牙等，同一臺盾構(gòu)機(jī)上的刀片也不盡相同，可以分成貝殼刀、切刀、魚尾刀等，正是這些刀片“協(xié)同作戰(zhàn)”，才能在各種土質(zhì)的地下打出圓形的隧道。

不僅如此，如果遇到特別堅硬的巖石，萬一哪顆“牙”磨損壞了，還能更換新的。

地下輕松挖土“啃”石

盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)是怎么完成的?其實，它的工作原理和電動剃須刀有幾分相似。工作時，它靠著6臺主電機(jī)產(chǎn)生動力，機(jī)身內(nèi)的千斤頂可以提供巨大的推力，一邊向前推進(jìn)一邊轉(zhuǎn)動刀盤不斷地旋轉(zhuǎn)挖掘，在地下就會形成一個圓形的隧道。

很多人好奇：狹窄的隧道中挖出的土去哪了?這個盾構(gòu)機(jī)的后部是車架，挖出的土方就需要由上方的皮帶運送到后面的車廂內(nèi)，通過隧道內(nèi)的臨時軌道，把挖出的泥土運送到小型軌道運輸車上運到基坑處，之后進(jìn)行吊裝到地面用汽車運走。形象地說，就像一只大“蚯蚓”，土從前面“吃”進(jìn)來，再從后面排出去。

當(dāng)然，盾構(gòu)機(jī)的功能還不止這個，還可以同步安裝盾構(gòu)管片。掘進(jìn)的途中，盾體會自動在周圍的洞壁上拼裝管片及同步注漿，盾構(gòu)機(jī)挖出直徑為6.4米的大洞，四周洞壁上拼裝的扇形管片每個厚度為0.3米，每6塊管片一組，可以拼出一個圓管形，支撐著隧道四周的泥土和水，避免土層塌方。

管片上還有螺栓，足以確保地鐵隧道內(nèi)的管片在咬合后片片相連，環(huán)環(huán)相扣，環(huán)形的地鐵隧道也就一次性成型了。

挖隧道修管廊本領(lǐng)大

據(jù)介紹，該盾構(gòu)機(jī)干起活來可以24小時不停歇，平均每天能掘進(jìn)10米左右，操作室里只需要一個人，另外再有幾個人配合，既省力又省時。

一般來說，這種盾構(gòu)機(jī)的壽命為10公里，所以一個地鐵隧道區(qū)間會配備一臺。到了規(guī)定的公里數(shù)，就要停下來保養(yǎng)、維護(hù)，有些磨損的配件需要更換。

“這種盾構(gòu)機(jī)的用途很廣，除了修地鐵，建設(shè)地下綜合管廊也能用到，初步預(yù)計，地鐵2號線一期工程需要17臺這樣的盾構(gòu)機(jī)，目前第一臺已經(jīng)下線并交付，第二臺正在調(diào)試階段。還有6臺已經(jīng)落實訂購，預(yù)計明年可全部交付使用。”高志雨表示，一臺盾構(gòu)機(jī)的生產(chǎn)時間約5個月，由于“個頭”太大，從生產(chǎn)廠區(qū)運輸?shù)降罔F工地，盾構(gòu)機(jī)還要被“大卸八塊”，拆解成多個部分，由多輛重型卡車?yán)\到施工一線后，再現(xiàn)場組裝調(diào)試。一般來說，要等到車站主體結(jié)構(gòu)基本完成，即將開始區(qū)間施工時才會用到。因為這時施工現(xiàn)場才能空出足夠的場地，讓“大塊頭”施展“拳腳”。

對于太重集團(tuán)來說，首臺盾構(gòu)機(jī)的順利完成，標(biāo)志著太重集團(tuán)正式擁有高端地下施工裝備制造基地，也標(biāo)志著我省已經(jīng)具備本土化研制生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的能力。