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掘进地下城!

赵汗青 环球网 2019-06-01


“现在看科幻电影没什么感觉了,那些都是我们的设备能建的。”牛!


“上天遁地”中的“上天”已经不难,但“遁地”依然是《EVA》、《流浪地球》等灾难类科幻片中才会有的场景。5月21-24日,环环(ID:huanqiu-com)先后赴郑州、长沙两地参加“科幻作家走进新国企”第四期“掘进地下城”活动,在活动中我们亲身体会到中国制造的大国重器已经可以轻易穿山钻地。



“看科幻电影没什么感觉了”


中铁工程装备集团的一名工作人员感慨“现在看科幻电影没什么感觉了,那些都是我们的设备能建的”。钻进一条正在施工中的地铁隧道时,才感觉到其所言非虚。


  郑州一条施工中的隧道


这条隧道由中国中铁的盾构机挖筑,已经挖了1.5公里长。深邃又规整的隧道里点缀着蓝色灯带,让人感觉这就是科幻电影里的场景。


  盾构机的前端需要手脚并用才能爬到


手脚并用爬到了盾构机的最前端,看到了电机、液压缸、密密麻麻的管线、复杂的仪表……这就是盾构机最关键的部分。现场工程师介绍,这是一台土压平衡盾构机,前部就是工作面,高温高压,这里甚至用到了一些潜艇的技术。


总装厂房里的一台盾构机

 

这台机器像是一条“钢铁蚯蚓”,吃进前边的土壤然后向后输送排出,同时把一片片预制的管片拼成了隧道。这些管片有密封设计,可以做到滴水不漏。现场的工人说他们一个白班12小时,轻轻松松就可以推进七八环。每环1.5米宽这就是10.5-12米的距离,这速度跟人工开挖比堪称神速。而且在盾壳的保护下施工也变得更加安全。


盾构机的操作台,右下角屏幕显示实时转速等


但与想象中热火朝天的施工场景不同,这台巨大的机器高度自动化,在现场作业的班组只有12名工人。其施工精度也相当高,工作人员介绍,有些大工程为加快进度甚至让几十台盾构机在地下分别开挖,不同的工段间都可以完美衔接。中国中铁的工程师介绍,他们还在研制全自动的盾构机,未来将实现完全的无人值守。


  盾构机挖设的停车场内部


盾构机的用途远不止为高铁、地铁、公路挖隧道,还可以挖掘综合管廊、地下通道等。在郑州的中国中铁厂区里,广场下还有一个用盾构机挖设的地下停车场。据介绍盾构法修筑停车场几乎不影响地面,而且支撑结构都采用预制件、更加快速环保。



现在可用来“遁地”的先进工程机械也远不止盾构机一种。


视频在这里↓


视频来源:环视频 拍摄:赵汗青



感谢外国人的傲慢


环环先后去参观了位于郑州的中国中铁、长沙的中国铁建,与盾构机专家们聊了其国产化的往事。经了解得知西方制造盾构机已经有200年的历史,中国本是后来者。但现在全球三分之二的盾构机是中国品牌产品。



两家企业的工作人员都提到国产盾构机的起步就是因为“外国人的傲慢”,进口设备的价格非常昂贵:1997年为了建造秦岭隧道我国从德国维尔特公司买了两台敞开式TBM(硬岩掘进机),每台价格超过3亿人民币;进口修地铁的普通盾构机一台也要大几千万元;某次进口盾构机的谈判进行了三年而价格仅松动了一点点。


国外公司的工程师同样傲慢,技术支持的费用颇高,而且他们按点下班、难以沟通、还几乎从不承认自己设备有问题。


但国产盾构机的出现让市场发生了翻天覆地的变化,据中国中铁的工程师介绍,进口盾构机的价格下降了30%-40%,例如一款修筑地铁的盾构机价格从6500万降到4500万元;中国工程师的服务也更加人性化,他们可以提供“给力”的技术支持。最终,在盾构机领域“中国制造”成为响当当的标签。


更让人感慨的是:上文提到的德国维尔特公司,其硬岩掘进机及竖井钻机知识产权和品牌使用权已被中铁工程收购;中国第一条地铁是“苏联老大哥”援建的,60年后中国制造的盾构机又回头帮助俄罗斯修地铁。


管片卸载系统


现在的中国盾构机在国际市场上也已经不仅以价格取胜,中国工程师过硬的技术、人性化的设计、良好的服务态度都是优势项。中国铁建的一名工程师在一台盾构机上介绍:他们优化吊运系统使其效率比进口产品高50%、设计的卸载管片系统使效率比国外高30%、人性化的走廊让工人工作便利很多……种种细节的优化使其产品工作效率远高于进口产品,有一次施工碰上软硬混杂的复杂地质,中国盾构机挖完了两个隧道时进口设备还没挖完一个。


厂区停放的多种工程机械


盾构机只是中国工程装备技术水平进步的一个缩影,与我们同行的一位老领导说他是1983年从钻探专业毕业的“工科男”,毕业五年后才有了国产钻车但性能还很低劣,今天看到厂房里琳琅满目的工程机械感慨万千。他认为那些装备需要用到冶金、动力、控制等诸多方面的技术,缺一不可,这背后是整个中国制造业技术水平的进步。


卡脖子这件小事儿

  

自主研发的绝缘液体注入式液位传感器


液位传感器是盾构机的一个关键零件,“曾经装配的最后时刻外国人突然不卖给我们了,所以我们自己就做了一个”——一名中国中铁的工程师轻描淡写的说。据他介绍类似的事情还有很多很多,在外国人的逼迫下他们实现了一个又一个部件的国产化,目前其盾构机的国产化率已经至少可达80%,而其余部件的国产化工作也在紧锣密鼓的进行中。


在中国铁建的工厂里工程师指着盾构机上安装管片的一个部件也讲了类似的故事,据介绍他们的盾构机在外国人的逼迫下也实现了超过80%的国产化率。


在座谈环节中国中铁、中国铁建两家企业的专家们都表示并不怕关键部件被“卡脖子”,他们都说自己与华为很类似:有自己的“备胎”计划的同时“拥抱市场”、在全球采购最有性价比的部件。有“备胎”可以避免外国人漫天要价,关键时刻更可以避免被“卡脖子”。


中国中铁的工程师提到他们在3年前就已经启动关键部件的国产化工作,例如关键的轴承正在进行严苛的检验,现在已经正常工作4200小时;中国铁建的工作人员介绍他们每年至少有5%的利润投入研发,现在已小批量的试用国产轴承。


图中机构的结构件也曾遭到断供


现场接受采访的工程师们都认为技术封锁并不是一件坏事,因为现在中国装备制造业水平已经足以支撑国产部件的研发,但没有技术封锁的情况下推广困难。例如盾构机轴承用量小、利润低、技术风险却很大,所以过去轴承厂家们没有研发的动力。


笔者去年到另一家盾构机企业采访时,一位工程师也提到国产产品推广难,“如果进口产品坏了大家都觉得是工作条件太恶劣了,但国产产品坏了就是‘技术不行’”。所以许多地方怕担责任往往就采购了进口部件。


反过来说,现在担忧被“卡脖子”一个个的国产化项目都搞起来了。



未来的地下世界什么样?

  


活动中科幻作家与工程师们也坐在一起探讨了未来的地下城将会是什么样子。看过了现在的盾构机与施工场景,大家已很少谈到现有科幻作品中的地下城,因为“昨天的科幻已变为今天的现实”。


但工程师们却七嘴八舌开起了自己的脑洞,例如修建打穿地球的隧道,这样高铁可以快速开到地球另一端;人行道全部地下化,这样更加立体也更加安全;向地下拓展城市,这样扩大城市容量又降低能耗;利用盾构机的原理建造“地下战舰”……


随后科幻作家们也参与了“头脑风暴”,宝树畅想将人类城市全部移到地下,因为地下城市更加高效、环保。城市的能源则完全依靠人造太阳提供,地下城市可以像《流浪地球》中那样模拟地面。而真正的地面则交还给野生动物。


过去科幻作品中的地下城已经被中国工程师们实现了,今天的这些场景未来也会实现吗?期待!


来源:环球网/赵汗青


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