浙大盾构自主设计制造关键技术团队创新纪实
向着“中国设计中国造” 掘进
20多年前,一种叫“盾构”的大型掘进机械装备开始进入中国,改变了手镐、钢钎、炸药、小火车运土等传统的隧道施工方法。
无论是在山间、水底,还是在城市地下,“盾构”就像一辆在黑暗中开路的“火车”,削吞土石,缓缓吐送到身后的传送带上。同时,一块块拱型预制件被转举到需要的位置,拼接成坚固的隧道拱圈,隧道掘进、排土、衬砌一次成型。
然而,一台进口的普通盾构机价格是上亿元人民币,且维修费用惊人。好在如今,这种“洋盾构”一统天下、隧道施工受制于人的局面终于得到改变。浙江大学与国内多家龙头企业进行了长期稳定的产学研合作,经过持续12年的盾构关键技术攻关,不仅实现了盾构的“中国设计、中国制造”,还实现了与“德国制造”、“日本制造”、“美国制造”的平等国际竞争。
近日,这项由浙江大学领衔的高校和企业联合的“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”科研团队,摘取了2012年度国家科学技术进步奖一等奖。
组建盾构“国家队”
上世纪90年代,中国的城市地铁建设率先在北京、上海、广州等地铺开,地铁隧道掘进的工地里,被“洋盾构”赚取着高额的利润。
浙大机电所的学者们认识盾构,是从诊治“水土不服”的洋盾构开始的。1995年,国家“九五”重点工程――西安安康铁路咽喉工程秦岭隧道上马。施工方中铁隧道从德国进口了一台掘进机。然而当秦岭隧道将要完工的时候,机器坏了!德国厂家说要换液压装置,新装置两年后才能到。中铁只好把求救电话打到浙大机电所。
从此,随着中国进口的“洋盾构”越来越多,浙江大学机电控制工程研究所的杨华勇和魏建华两位教授就成了盾构的临时“急诊医生”。他们在“治病”的过程中发现,盾构中很多问题需要研究,于是开始申请国家自然科学基金的面上和杰出青年基金项目。2002年,国家“863”计划机器人主题启动了对盾构项目的支持。
杨华勇主持召开了多次跨地域的全国性技术论证会,收集、汇总、分析来自国内外隧道施工现场和设计制造生产第一线的难题,最终凝练出盾构技术的攻关目标:首先是安全问题,国内外隧道掘进工程时常发生地面塌陷事故;其次是掘进工效问题,盾构施工经常发生装备关键部件失效,影响掘进效率;三是导向精度问题,盾构掘进方向跑偏,影响隧道质量。这三大问题是长期困扰行业的国际难题。
浙大参与盾构的科研团队也逐渐从杨华勇和魏建华两人增加到4位教授、两位副教授和多位研究生,杨华勇牵头负责,魏建华负责驱动系统,陈大军负责电控系统,龚国芳负责实验平台……
责任编辑:Alley
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