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徐工集团掘进机

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隧道掘进机

更新时间:2017-07-04 点击数:3836

隧道掘进机

  隧道掘进机(tunnel boring machine),是用机械破碎岩石、出 碴和支护实行连续作业的一种综合设备。按 掘进机在工作面上的切削过程,分 为全断面掘进机和部分断面掘进机。按破碎岩石原理不同,又可分滚压式(盘形滚刀)掘 进机和铣切式掘进机。中 国产品多为滚压式全断面掘进机,适于中硬岩至硬岩。铣 切式掘进机适用于煤层及软岩中。

  对 于全断面隧道掘进机(Full-face Tunnel Boring Machine),包含盾构和TBM。一般来说,在欧洲,盾构也称为TBM;但在日本和中国,习 惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构,将 用于岩石地层的隧道掘进机称为TBM。全断面隧道掘进机自20世纪50年 代以来就已经在施工行业大量使用,如 今已是在国内外普遍采用的一种具有高科技水平的隧洞施工机械。当隧洞长度过长时,用 常规钻爆法进行施工需要相当长的工期,隧 道掘进机法则适合长隧洞施工的需要。国外实践证明:当 隧洞长度与直径之比大于600m时,采 用隧道掘进机进行对隧洞施工是经济的。

  隧 道掘进机广泛采用了监测、遥控、电 子信息技术等对施工过程进行全面监控,使 掘进全过程始终处于最佳状态,与常规钻爆法相比,其 优越性主要体现在如下几个方面:①掘进速度快;②工作效率高,实 现了隧道掘进机开挖、出碴、衬砌、回填、灌 浆等工序的循环作业;③施工安全,隧 道掘进机施工作业始终在护盾的保护下有效地进行;④施工环境好,含 尘空气由净化器除尘,;⑤成洞条件好,开挖面光滑平整,无超挖,对围岩基本无扰动。但是如果选型、设计不当,则 会影响隧道掘进机开挖隧洞的优越性,严 重的甚至会影响到工程施工工期。因此,选 用合适的隧道掘进机对隧洞的施工有着极其重要的意义。

  掘 进机械是工程机械中一类重要产品,主 要应用于水平方向的隧道、巷道、管孔的机械化施工。其 主要包括全断面隧道掘进机(盾构机、硬岩掘进机、顶管机等),水平定向钻,悬 臂式巷道掘进机等产品,其 主导产品是全断面隧道掘进机,而“盾构机”则 是中国对这类产品的通俗称呼。目前,中 国掘进机械行业的产业规模约在140亿元人民币。预计经过几年的发展,可望达到200亿元的规模,可 基本满足国内施工的需求,在 国际市场上也开始占有了一定的地位。

  主 导产品市场规模全球居首

  全 断面隧道掘进机是目前世界上先进的隧道专用施工机械,经过多年的技术发展,在20世纪50年代以后,达 到技术成熟并大规模使用。目前据不完全统计,全 球全断面隧道掘进机已累计生产达7000多台,保有量在4000台左右。

  全 断面隧道掘进机是集机械、电子、液压、控制、信 息技术于一体的复杂集成系统,工作环境特殊,对产品的稳定性、可靠性、适应性要求极高,因 此在相当长的时间里,全 断面隧道掘进机的研发制造和使用,一 直是我国制造业和施工企业的软肋。实 际上在本世纪初以前,我 国全断面隧道掘进机市场和技术,基本上被美、日、欧 等发达国家的专业公司垄断,主要有德国海瑞克、维尔特、美国罗宾斯、日本三菱重工、日立造船、小松、川崎重工、石川岛等。

  2005年以后,随 着我国大规模基础设施建设的持续展开,尤其是城市地铁,引水工程,过 江隧道等工程的大量上马,国 内市场对全断面隧道掘进机的需求急剧扩大,一 方面市场的需求刺激了国内一批企业通过技术引进,合 资合作全面进军全断面隧道掘进机产业;另 一方面政府主管部门认识到全断面隧道掘进机产业的重要性和发展潜力,给 予了足够的关注和支持,如 把大型泥水平衡式盾构机的研发列入了科技部863课题计划,推动其设计、试验科研工作的开展。

  经过短短几年的发展,在激烈的市场竞争中,一 批国内企业脱颖而出,一 大批工程技术人员在大量的设计制造和施工实践中成长起来,中 国企业可以说基本掌握了常规的全断面隧道掘进机的设计制造和施工技术。到2012年底,国内企业的市场份额,已经占到全部市场的70%以上,几 个顶尖企业的生产条件和制造能力,已 经超过多数国际知名企业,基 本具备了自主研发能力和自主知识产权,产 品开始进入国际市场。应该说,我 国全断面隧道掘进机产业规模和市场规模都已是全球首位。

  我 国掘进机械行业中除了全断面隧道掘进机外,还包括水平定向钻、悬 臂式巷道掘进机等产品。

  水平定向钻。我 国水平定向钻的研发制造起步较晚,但 近十几年来发展很快,国内除徐工、三一、中 联等大型工程机械企业已形成批量生产能力外,据不完全统计,水 平定向钻生产企业已达30余家,产品规格型号齐全,已 研制出最大推拉力为8000kN的大型水平定向钻。另 外还有相当数量的租赁和施工企业。从技术发展上看,其 正向大型化和微型化,适应硬岩作业,自备锚固系统,钻杆自动堆放提取,钻杆连接自动润滑,超 深度导向监控等方向发展。2012年,全 国年销售水平定向钻台数为1900余台,出口309台;2012年底保有量为11200余台,总销售额约为15亿元。

  目前,国 内主要水平定向钻生产企业包括徐工基础公司、中联重科、三一重机、上 海谷登建筑机械公司、沈阳北方交通重工、恒天九五、无锡安迈工程机械、桂林华力重工等企业。

  悬臂式巷道掘进机。自上世纪60年代以来,悬 臂式巷道掘进机得以广泛应用,原 仅用于煤矿巷道开挖和开采,现 已扩展到其他掘进领域。我 国悬臂式巷道掘进机产业的发展,也是起源于技术引进,在 原来煤矿系统的煤机企业研发的基础上,三 一重装等大型制造业企业的强势介人,大 大提升了产品水平和制造能力。目 前全国生产该产品的企业已有10余家,能生产轻型、中型和重型的,包 括适用于硬岩掘进的各类产品,2012年销售2500余台,总销售额约在50亿元。

  目 前国内悬臂式巷道掘进机主要生产企业包括三一重型装备、佳木斯煤矿机械、北方重工、北方交通重工、徐工、南 京航天晨光集团掘进机分公司等等。

  此外,随 着掘进机械主机制造业的发展,一 批专业或兼业的配件制造企业也发展很快,给主机企业配套管片,刀盘刀片,液压部件,电缆电线等,年销售额约有3亿~5亿元。

  迎来成长关键期

  以 全断面隧道掘进机为主导产品的中国掘进机械产业,在经过了启动—探索—高速发展的历程后,迎 来了进一步成长的关键阶段。当然,正 如我国其他制造业发展过程中所遇到的问题一样,我 国掘进机械产业在发展中还存在很多不足之处,如产业结构分散,核 心零部件技术未掌握,标准缺失,行业管理薄弱,市 场竞争不规范等问题,有 待今后解决以使行业健康持续发展。

  在 中国巨大的市场需求和市场潜力的环境下,面 临国内外日趋激烈的市场竞争,如 何保持行业健康持续稳定的发展,我 以为在以下几个方面应该在行业中形成共识,共同努力。

  第一,积 极主动地调整产业结构,提高产业集中度,加 强行业管理和企业自律,纠 正过度的行业保护和地方保护行为,反 对不正当的价格竞争,改善市场竞争环境,进 一步争取政府主管部门的政策支持,支 持有自主知识产权和研发能力的企业做大做强,提 高行业和企业的竞争力。

  第二,继 续努力提高产品研发能力和技术水平,对于成熟产品,加强试验检测,稳定产品质量,进 一步提高产品可靠性;围绕国家863计划,加快TBM的 关键技术研究和大直径全断面隧道掘进机的研发。

  第三、对 于目前基本需要进口的一些主要配套件,如主轴承、主驱动、部分液压件、控制系统等,支 持有实力的配套企业攻关研发,争 取早日打破完全依赖进口的局面。

  第四、加 大国际市场的开拓力度。有出口条件的企业,一 定要国内国外两个市场一起抓,这 是缓解产能过剩问题的有效途径,开拓和站稳国际市场,一是宣传,提 高我们企业产品的知名度,二是产品品质要稳定,能满足施工要求,三是服务要到位。另 外就是一定不要把国内的价格竞争发展到国外去,那样于人于己都不利,其 他行业在这方面负面的例子是很多的,我们不要重蹈覆辙。

悬 臂式掘进机正式开进隧道施工

XTR260悬臂式掘进机,该机采用静态开挖,主要用于水库、公路、铁 路附近不允许爆破施工条件下进行的隧道挖掘工作,可 有效保护隧道周边建筑物或管线工程,杜 绝了由爆破引发系列安全隐患,为 隧道工程质量和施工安全提供双重保障。

悬 臂式掘进机的详细介绍:

悬 臂式掘进机是一种能够实现截割、装载运输、自 行走及喷雾除尘的联合机组。随 着回采工作面综合采煤机械化的快速发展,煤 矿对巷道掘进速度要求越来越高。为 了提高采准巷道的速度,悬 臂式掘进机被大力研制并逐步发展完善。

目前,掘 进技术仍然会在钻爆破岩掘进、悬臂式掘进机、连续采煤机、掘 锚联合机组以及全断面掘进机五个方向持续发展。在 全硬岩巷道的掘进中,钻 爆破岩掘进在很长一段时间内仍会是一种主要方式,但在一些重要领域,全 断面掘进机会逐步取代钻爆破岩掘进;在 硬度较低的全岩巷道和半煤岩巷道,悬 臂式掘进机会得到大力发展,逐 步成为主要的掘进方式;在 一些条件时宜的煤巷掘进中,掘 进效率较高的连续采煤及和掘锚联合机组将会得到推广应用。

悬 臂式掘进机要同时实现剥离煤岩、装载运出、机 器本身的行走调动以及喷雾除尘等功能,即集切割、装载、运输、行走于一身。它主要由切割机构、装载机构、运输机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷 却灭尘供水系统以及操作控制系统等组成,其中切割臂、回转台、装渣板、输送机、转载机、履 带等为主要工作机构。

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