異形全斷面隧道掘進機關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用
2018年01月16日11:08
異形全斷面隧道掘進機關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用
基于國家交通現(xiàn)狀以及現(xiàn)代化城市地下綜合管廊建設(shè)的巨大需求，中鐵工程裝備集團有限公司不斷加大異形全斷面隧道掘進機關(guān)鍵技術(shù)的研究。異形全斷面隧道掘進機是相對于圓形開挖截面而言，具有空間利用率高、開挖覆土淺、施工成本低、針對性強等優(yōu)點，并成功應(yīng)用于既有民居、商場等建筑群體地下聯(lián)通作業(yè)項目，革新了傳統(tǒng)的馬路拉鏈等破壞式開挖，實現(xiàn)了安全快速環(huán)保施工，為城市主干道下穿、地鐵站過街隧道、地下停車場、綜合管廊、城市地鐵雙線隧道等市政、交通建設(shè)起到引領(lǐng)示范作用。
項目針對超大異形全斷面開挖、異形多曲率管片拼裝等難題進行了深入研究，在超大異形全斷面開挖技術(shù)、緊湊型刀盤驅(qū)動設(shè)計與多驅(qū)動聯(lián)合控制技術(shù)、異形斷面多曲率管片拼裝機可靠性技術(shù)等十大方面實現(xiàn)突破，研發(fā)出新型多刀盤多驅(qū)動聯(lián)合開挖技術(shù)、雙螺旋耦動互饋與頂推載荷順應(yīng)性的土壓自適應(yīng)平衡技術(shù)，構(gòu)建了管片拼裝位姿的多體動力學(xué)模型，首創(chuàng)了7自由度管片拼裝機構(gòu)，成功研制出世界首創(chuàng)超大（10m級）異形全斷面隧道掘進機（見下圖），填補了國內(nèi)開挖異形斷面規(guī)格大于70m2的空白。目前該成果已在鄭州中州大道、新加坡湯申線、蒙華鐵路白城隧道等十余工程得到成功應(yīng)用，經(jīng)濟社會效益顯著，多項關(guān)鍵技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
該成果獲國家授權(quán)發(fā)明專利6項、授權(quán)實用新型專利6項、軟件著作權(quán)2項，發(fā)表核心期刊學(xué)術(shù)論文4篇；獲2015年度中國施工企業(yè)管理協(xié)會科技創(chuàng)新成果一等獎、2016年度“中國好設(shè)計”金獎。
項目帶來了顯著的經(jīng)濟社會效益，已形成異形全斷面隧道掘進機生產(chǎn)線2條，年產(chǎn)能10臺套，并實現(xiàn)銷售7臺異形全斷面隧道掘進機、新增收入2.17億元，新增利稅0.54億元。此外，異形全斷面隧道掘進機成功出口至新加坡，實現(xiàn)中國“智”造走出國門，進入國際高端市場，且被國際極具影響力的新加坡《海峽時報》、《聯(lián)合早報》、英國《THE NEW CIVIL ENGINEER》等報刊進行了整版頭條的報道，極大增強了中國裝備的國際知名度和影響力。
獲獎等級：二等獎
完成單位：中鐵工程裝備集團有限公司、浙江大學(xué)、鄭州輕工業(yè)學(xué)院、盾構(gòu)及掘進技術(shù)國家重點實驗室
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