开拓高端隧道装备制造新领域
2018-03-01
——中国建筑首批盾构机在宁完成制造顺利下线
近日，中建集团首批两台大型土压平衡复合式盾构机“军魂号”、“匠心号”在南京顺利下线。该设备单台开挖直径6.5米，总长75米，总重490吨，由中建集团旗下的专业公司中建安装工程有限公司在宁大型装备制造基地——中建隧道装备制造有限公司制造。这两台盾构机即将运往苏州进行现场组装，承担打通苏州轨道交通5号线12标项目4.8公里地铁隧道的使命。
加快布局
隧道装备制造产业
隧道掘进机尤其是盾构机被喻为“国之重器”，是目前世界上最先进的隧道施工设备，是衡量一个国家重型装备制造业水平的标志产品。盾构机集机械、电气、液压、传感、信息、力学、导向等技术于一体，可广泛用于地铁、铁路、公路、市政等隧道工程，中大型盾构机单台价格高达4000万元——5亿元。长期以来，我国盾构机主要依赖从发达国家进口，为改变这种局面，中建集团积极响应“加快建设制造强国，加快发展先进制造业”的号召，依靠内部强大的市场优势，以直属子企业——中建安装的装备制造工厂为生产基地，持续增加生产投资，采取中建安装、中建基础设施、中建发展、辽宁三三工业联合出资扩股的方式，在南京组建中建隧道装备制造有限公司，建设国内顶级装备制造基地，全面推动中建隧道装备规模化生产，快速树立中建隧道装备制造品牌，切实向国内外业主提供隧道装备技术研发、制造、施工、售后一体化服务。中建隧道装备公司通过引进全球最先进的软土和复杂地质盾构技术，成功制造出首批大型土压平衡复合式盾构机，取得了进军高端隧道装备制造领域的实质性进展，打通了集团公司基础设施业务全产业链。
中建安装工程有限公司董事长田强表示，中建集团作为全球第一的投资建设集团，勇担央企责任，“我国盾构机生产制造的起步较晚，但是发展速度比较快，中国建筑全力以赴‘跑步’进场，整合旗下资源，发挥全产业链优势，运用全球先进的管理模式与施工技术匠心制造，将‘工匠精神’渗透到设计建造的每个细节，积极践行‘中国制造2025’战略，依靠内部强大的市场优势，着力打造基础设施业务‘全产业链’，更好服务国家乃至世界经济建设。”
这两台盾构机体量大、制造时间紧、要求高，是对设计、工艺、管理和技术能力的综合考量，中建与业界先进单位合作，全面强化技术研发，仅用了3个月的时间，就确保了两台盾构机下线并通过验收。
此次中建集团生产的土压平衡复合式盾构机，适用于强度差别较大的土质以及盾构掘进断面土层不均匀等复杂地质条件的施工，可切削软土、硬土、砂砾和软岩等不均匀地层，最大掘进速度达每分钟10厘米，集合了主驱动技术、液压集成技术、智能控制技术、数据采集技术、安全控制技术、模块控制技术、新材料新工艺等创新点，是“中国制造2025”规划中重点发展的高端装备。
专业间紧密配合
确保盾构机顺利制造
跟钢结构、塔筒、压力容器等单一的机械制造相比，盾构机除了机械部分外，还需要液压、电气等技术才能形成一个可以转动前行、自动纠偏的施工设备。制造过程中，对部件整体机加工精度要求高，盾体制作、控制焊接变形、耐磨材料焊接等关键部分每一步都极其考验操作人员。
据介绍，承担此次盾构机生产任务的有荣获“全国五一巾帼标兵岗”、“中央企业青年文明号”的女子行车班，有荣获中建总公司“红旗班组”的下料车间、荣获“南京市技术能手”的焊工等一线工人以及技术、质量、生产、物资、合约等部门抽调的管理人员。通过制度约束、检查指导、过程控制等措施，确保盾构机生产流程制度化、规范化、程序化，打造出一支专业化的盾构项目团队。
铆工负责人郝一帅介绍，两台盾构机共有3万个构件，如何能把这些机械、电气、液压、传感、信息等构件精密融合到一起，是生产过程中要面临的挑战之一。而且盾体椭圆度直径误差在正负3毫米以内，刀盘由381个零部件组焊而成，控制整个面部的平整度很难，刀盒对角度的要求在0.5度以内，铆接有难度。对此，铆工组加防变形工装，比如倒链、千斤顶，采用多层多道、控制焊接电流的办法，确保铆接组对质量及生产进度要求。
盾构机构件的焊接也与普通设备不同，“盾构机涉及五种不同类型材料的焊接，这在同一设备里很少见。”焊工郝杰说。碳化硌、二七三硅锰等都是耐磨材料，强度高，不易焊接，要采取焊前预热、控制层间温度与电流、多层多道、焊后热处理等方法，花费更多时间，才能保证焊接质量。
中建安装有一支优秀的女子行车班组，此次有8名女工参与了盾构机构件吊运工作。行车班组组长薛艳说，盾构机构件较大，对吊运要求更高，要求更稳更准，在吊运时要投入更多耐心、细心。由于生产车间的工序是紧密衔接的，姐妹们都克服家庭困难，主动加班，前一晚将构件运至合适位置，保证工人们第二天来了就能干活，不用等上大半天。
遇到大的构件，要吊运至固定位置，角度、距离一点都不能错，女工们在司索的指挥下反复升降、调整位置，一口气忙活上3小时是常有的事。“我们8人中就有3个姐妹是刚生完孩子才来上班，还在休哺乳假，但是遇到加班都主动留下来，家里孩子大点的，就给孩子点个外卖。虽然辛苦，但是看到盾构机下线了，大家都感觉很自豪。”薛艳笑着说。
推进科技攻关
迎接盾构机生产的“春天”
中建隧道装备制造有限公司盾构制造项目经理武因春介绍：“目前，除了我国，只有美国、德国、日本等少数发达国家拥有盾构机制造技术。此次生产的两台土压平衡复合式盾构机，由近3万个部件组成，如何把这些机械、电气、传感、液压等构件精密地融合在一起，是制造过程中的难点之一。未来，我们盾构机的制造模式将从联合制造向独立研发制造转型。我们吸纳了最先进的卡特米勒技术和海瑞克技术，通过不同方面的技术人员，在制造过程中提升我们对核心驱动技术的研发能力。我们还将整合各项技术，结合不同地域的特征，最终形成自有的知识产权，包括一些新的发明专利。”
继首批盾构机下线后，中建集团将紧密跟踪工程技术发展方向，大力开展科技攻关和技术创新，加大重点科研项目的研究力度和工法提炼，强化自主创新能力建设，与东南大学、南京工业大学等高校合作，引进高技能专家人才，开展合作研发，推动科技成果转化；与职业技术院校合作，培养产业工人队伍，提升制造业的人才储备；并通过提升设备使用效率、优化加工工艺和生产流程来达到降本增效的目的。
21世纪是地下空间的世纪，随着国民经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，今后相当长的时期内，国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程将需要大量的盾构机。面对未来十年内全球盾构机市场每年至少需求600台的巨大产业“蛋糕”，在我国实施制造强国战略的背景下，中建集团站在振兴国家装备制造业、提升企业核心竞争力的高度，将持续增加生产投资，全面强化技术研发，计划到“十四五”末，形成每年80台盾构机的生产能力，建设起国内领先、国际一流的现代化、科技型中建隧道装备制造企业，进而带动上下游产业发展。
