宁波轨道首创“类矩盾构”技术

      工欲善其事,必先利其器。地铁建设设备离不开盾构(或称“盾构机”),盾构素有工程机械“航母”之称,可广泛应用于城市轨道、地下管廊、铁路公路隧道等重大工程和基础建设领域。 

　　为此,宁波轨道在筹建规划时便提出要走吸收引进与自主研发并举的新路径,并多次走出国门,对世界知名盾构机制造商、地铁运营商等作深入调研。“工程技术装备尤其是地下空间施工,讲究的是因地而异、因地制宜。”时任宁波轨道交通副总指挥、总工程师朱瑶宏说　 

　　在自主研发中,宁波轨道针对本地地质构造、地下管线等特点,会同国内外专业权威研究机构、生产制造厂商,反复试验实践,成功研发出具有国际先进水准的“宁波专享型”盾构隧道技术。仅用4年时间,便顺利打通3条城市地铁线路,其规划设计之先进,建设速度之快,工程质量之优,堪称国内外一流。　 

　　然而,当时宁波轨道采用的是单洞单轨盾构技术,遇到狭小逼仄的地下施工空间有时难以适应。在建设宁波地铁4号线时,这个问题更显棘手。4号线是城市旅游专线,总长35.95公里,其中有2公里线路位于翠柏里老街区正下方,地下可用空间净宽不足14米,在如此狭窄的地下空间作业极为罕见。

　　面对这一国际级难题,经反复论证分析,宁波轨道决定尝试研发正在兴起的单洞双轨“矩形盾构”。宁波轨道建设分公司党委书记黄贵彬说,为了解翠柏里地段的燃眉之急,我们最初想咬咬牙,从国外买一台“矩形盾构”成品装备,但对方却以“目前暂无出售计划”为由婉拒。事关“卡脖子”的高端装备与关键技术,不能指望也无法依赖外援引进。　 

　　于是,宁波轨道联合一流高校学府、研究机构、制造商巨头,集聚一大批顶尖工程师、资深学者,搭建产学研用一体化的大平台,开展协同攻关。在这耗时10年艰苦卓绝、向科技珠峰的攀登中,宁波轨道与平台团队伙伴不仅首创研制成功世界最大断面的“类矩盾构”,还在技术、功能上不断提升,先后获得42项国内外专利,4项省部级科技进步奖,成为真正的“全球领先”。

      宁波轨道充分认识到“类矩盾构”的巨大价值,不断深化研发迭代升级。黄毅说,这10年来,“类矩盾构”从1.0版到5.0版,我们实施了一系列重大技术的改革创新。最初设计的盾构刀盘体系由两个“X型”大刀盘加一个“I型”小刀盘组合而成,形成全断面百分百切削,这也是显示其独特优越性的关键。　 

　　但由于多刀盘间隙较小,容易产生碰撞。黄毅说,我们运用数字化技术,能够自动调节运行速度,有效保障了作业的安全性。此后,“类矩盾构”对管片、刀盘系统作了进一步改进完善,掘进速度由原来每天的2-3米,达到现在每天10米,增加了三倍多。 

       在技术成果评价会上,中国矿业大学(北京)教授、中国科学院院士何满潮,东南大学首席教授、中国工程院院士刘加平,南昌大学教授、中国工程院院士周创兵等专家学者一致认为,“类矩盾构”作为我国首创性、原创性、国际领先的高端装备与施工工法,拥有广阔应用前景。

　　“新加坡地质条件与宁波相差不多,地面建筑拥挤,许多也是软土地基。遇到狭窄地下空间,一般采用大圆洞盾构机施工,但地下空间利用率低,也容易影响到地面建筑稳定,宁波的‘类矩盾构’值得学习借鉴。”新加坡国立大学教授、新加坡工程院院士梁春辉表示。 

　　原国际隧道协会副主席、美国科罗拉多矿业大学教授JamalRostami说,此项技术在欧美发达国家也有需求,尤其在欧洲,许多古老的小城道路狭窄,城区建筑密集,“类矩盾构”可为城市地下交通建设提供全新的解决方案。

    “成功的背后有其内在逻辑。”姚燕明说,“‘类矩盾构’这样凝聚集体智慧的高科技结晶,充分体现了我们创建的、以工程为抓手引领的产学研用一体化大平台,全局一盘棋、联手大协作体系的创新性、先进性。没有这些,我们走不到今天。”