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以机械装备升级,促隧道施工安全——中铁科研院岩锋公司CL102凿岩台车诞生记

时间:2015-11-23 阅读次数:
      2015年11月10日,由中铁科研院岩锋公司研制的CL102凿岩台车正式下线。这是中铁科研院积极响应国家安监总局等四部门去年9月联合印发的《隧道施工安全九条规定》,以科技创新促进隧道掘进作业机械化装备升级换代的成果,它的推广使用将有效提升隧道施工的安全保障水平,有利于防范和遏制重特大事故的发生。

大势所趋  行之所为
      隧道施工安全一直以来都是安全生产管理的重点和难点。目前国内外隧道施工中,常用的方法主要有钻爆法、盾构法和掘进机法。由于钻爆法施工具有经济、高效及对地质适应能力强的明显优势,所以至今仍是我国隧道掘进施工中最常用的施工方法。要提升隧道施工的安全保障水平,关键就是要采用机械化程度高的设备,推进隧道掘进作业机械化施工,减少施工操作人员,从而降低事故率。因此,推动隧道施工机械向大型化、智能化方向发展,实现隧道施工作业全面机械化,可谓大势所趋。
      2014年10月,在中国中铁三季度安全生产视频会上,股份公司主要领导提出“由中铁科研院开展隧道工程凿岩设备研制,大力推进隧道作业面机械化施工,力争在Ⅳ-Ⅴ级围岩的隧道作业面全面实现机械化施工”的要求。岩锋公司肩负中铁科研院科技成果转化职能,义不容辞地承担了该项研制任务,并迅速开展相关工作。当月14日中铁科研院即召开专题会议进行研究部署,成立了以中铁科研院总经理为组长的工作小组,组建了由中铁科研院总工程师为负责人的研发团队,着手开展隧道机械化施工技术研究与凿岩台车设备研制工作。
      “隧道机械化施工技术研究与凿岩台车设备研制”项目随后被列为中国中铁2015年科技开发计划的重大课题。岩锋公司深知使命光荣、责任重大,把该项目作为全公司年度任务的重中之重。一方面,中铁科研院主要领导从项目研发目标、资源配置、团队组建进行总体部署,并多次召开专题会研究解决研发过程中遇到的困难与问题,倾注了大量心血。另一方面,岩锋公司项目组认真制定研究大纲,细化工作方案,做到早安排、早部署、早落实,及时发动、集中行动,将研发工作抓紧、抓牢、抓细、抓实,确保组织、措施、服务和保障工作“四到位”,为凿岩台车的成功下线提供了强力保障。

全面创新  突破前行
      凿岩台车的研制对具体承担该项目的岩锋公司而言是一次全新的挑战,即便有着丰富经验的研发团队也感受到了巨大的压力。机械凿岩技术在我国的现状是引进了世界上先进成熟的设备,但却难以发挥综合效益,陷入无法推广的窘境,国产凿岩设备还具有较大差距。研发团队通过对我国隧道施工技术、施工方法的全面分析,创新提出了“统筹掘进与支护两大工序,实现施工方法、施工技术、施工设备协调统一,以隧道支护多功能一体化机组和凿岩台车组成软弱围岩隧道机械化施工作业线,形成软弱围岩隧道快速机械化施工成套技术”的总体思路,确定了国际一流机械凿岩技术“中国化”的总体方案,以及“联合设计、专业制造、技术集成、资源整合”的研发模式。研发团队积极推进与国内大型工程机械制造商山东临工和国际一流企业瑞典山特维克公司进行全方位合作。项目组与合作方多次互访,全面进行沟通、交流、协调,充分发挥各自的优势,整合业内顶尖资源,为项目的快速高效推进创造了条件。项目组还多次组织中外专家技术交流会,充分汲取各方智慧,不断优化完善项目的设计方案。对于关键技术和技术瓶颈,研发团队组织骨干力量进行攻关,不断探索、反复试验、多次论证,经历了一个又一个困惑、创新、突破的过程,完成了一次又一次的自我超越,最终顺利完成了技术条件评审、方案设计和技术设计评审,直至样机的试制、总装调试和最终的成功下线。
      CL102凿岩台车是国际先进机械化凿岩技术“中国化”的成果,解决了国外凿岩台车不适应我国隧道的复杂地质条件及相应的施工工艺方法等难题。该台车既适应软弱围岩台阶法施工,同时具备全断面施工的能力,能满足爆破孔、锚杆(管)孔、超前小导管孔的作业要求。该台车与TKJ-15型混凝土喷射机组组成软弱围岩隧道机械化施工作业线,形成软弱围岩隧道快速机械化施工成套技术。凿岩台车的推广使用,有利于促进施工方法的优化,促进软弱围岩机械化施工水平的提高,从而提高软弱围岩隧道施工速度,保障作业安全。

同心协力  攻坚克难
      凿岩台车成功下线的背后,凝聚着中铁科研院管理团队和岩锋公司研发团队、试制团队的智慧与汗水。他们始终以饱满的工作热情和高度负责、团结协作的精神,全力投入到项目工作的各个环节。研发团队于今年4月底完成技术条件评审,5月底完成总体方案评审,6月底完成技术设计评审,每一步都按期完成既定任务。5月份进入台车技术设计和试制阶段后,项目组全体成员和生产人员开启“5+2”工作模式,主动放弃了节假日,放弃了业余休息时间,夜以继日,埋头苦干。尽管每一步都充满艰辛,但大家总能千方百计地克服各种困难,向着共同的目标奋力前行,最终于9月底顺利完成样机总装,10月份顺利完成样机调试与室内试验。
      凿岩台车是机电液一体化的大型隧道施工装备,其零部件精度高、液压及电控系统复杂,而且没有现成的经验可借鉴,只能在安装调试过程中慢慢摸索。起初,看着那些外形怪异的零部件,让大家都有些手足无措,经常要仔细推敲、琢磨,来来回回反复试装。技术人员和生产装配人员经常拿着图纸展开讨论、研究,有时候甚至争执得面红耳赤。“要说苦还真苦,但越干越有成就感,特别带劲。”工人们眼中闪耀的荣光,是他们发自内心的自豪感。
      由于台车的液压、电气等核心元件全部选用进口产品,供货周期较长,项目组为确保按时完成样机试制,在进行设计选型工作的同时开展元器件的采购工作。特别对供货周期紧张,无法按期交货的产品,进行实时跟踪,及时采取措施。如钻臂安装座因材料采购及焊接工艺难度大、要求高,将原设计焊接件更改为了铸造件;多数供货周期长的国外进口零部件全部选择了空运方式,以满足设备按期组装的需求。装配过程中,项目组严格贯彻“安全第一”的方针,一方面组织有关人员进行安全培训并签订安全承诺书,另一方面要求进入装配现场的所有人员按规定配戴安全防护用品,并加强对现场安全的巡查巡检工作,确保了凿岩台车的总装工作安全顺利完成。
      中铁科研院作为中国中铁旗下科技领军企业,积极响应国家有关部委的号召,根据股份公司统一部署,结合我国隧道施工的工艺要求及发展水平,大力开展相关机械设备的研制,不断推动隧道施工机械装备的升级,努力为提高我国隧道施工的安全质量保障水平贡献力量。




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