详解 国外多家盾构隧道掘进机发展历程

浏览次数:收录时间:2019-12-22 20:57
【内容提要】盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。近30年来,通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术

盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。近30年来,通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术,如盾构机的有效密封,确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内,刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换,对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决,使盾构机有了很快的发展。

据不完全统计,目前国外盾构机的主要制造厂有18家,集中在日本和欧美,如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工,德国的海瑞克公司、维尔特公司,美国的罗宾斯公司,加拿大的罗法特公司等。各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象,以及使用单位的不同要求,设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机,以满足用户的需要,其工艺和设备先进。

(一)日本三菱重工(MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.)

日本三菱是一家具有100多年历史的企业集团,目前的经营范围除保持传统的造船业、汽车制造业和化工业外,还涉及金融领域,近些年来并涉足核能源、宇宙航天、生态环境和深海开发等尖端技术领域;其属下的直系企业有29家,三菱重工是其中的一家,为世界各地提供软、硬土盾构掘进设备的建设机械部是三菱重工旗下神户造船所的一个分支。

从1939年制造日本第一台手掘盾构机起,至2003年神户造船所就一共制造了1608台盾构机,其中包括土压平衡、泥水平衡、双圆、三圆、MMST等各种类型,数量和种类可谓世界第一,技术居国际之首。如开挖英法海峡交通隧道用的盾构机,其中就有两台是该公司制造的。曾向法国里昂地区提供直径为11m的土压平衡式盾构机,为上海延安东路第二条过江隧道工程生产泥水加压式盾构机,为东京湾海底隧道生产了直径14.14m的泥水加压式盾构机等。

在这1608台盾构中,日本三菱创造了多个第一。除第一台日本手掘盾构外,1970年三菱制造了日本最早的泥水盾构,直径7290mm;1986年制造了马蹄形机械挖掘盾构;1989年为英法海峡隧道提供了2台土压盾构;1991年制造了马蹄形的ECL盾构;1992年为法国里昂高速公路制造了直径为10.96m的土压盾构;1993年制造了迄今最大的双圆盾构;1994年为日本东京湾隧道制造了3台当时最大的泥水盾构;1995年制造了三圆盾构;1996年,为满足共同沟施工需要,制造了7950mm×5420mm的矩形盾构;同年又完成了球形刀盘盾构。

1997年三菱为川崎高速提供了MMST盾构;同年三菱又将泥土加压盾构的直径刷新为11.52m;1999年三菱生产了第一台子母盾构;2001年在大阪共同沟工程项目中,三菱制造了最大的MSD盾构,直径为8.07m,解决了盾构对接技术。

(二)日本小松制作所(KomatsuLtd.)

成立于1921年的日本小松制作所(株式会社)是跨行业领域的跨国集团公司,至今已有80年的历史。集团公司是由包括小松公司在内的142家公司(控、持股对象)组成。

公司主要产品除了始终处于世界领先地位的建筑工程机械、产业机械以外,同时还涉足电子工程、环境保护、工程事业、土木工程、运输、流通机械、金属材料制造和销售,软件以及金融、服务业等高科技领域。其隧道工程机械包括盾构机、岩石掘进机和顶管机。

(三)日本川崎重工(KawasakiHeavyIndustries,Ltd.)

川崎重工创立于1896年10月15日,是从修船、造船发展起来的日本著名公司,在现代航海技术中处于领先的地位,此外还生产飞机和航空设备,机场登机系统、行李系统,铁路车辆,大型桥梁结构,供电、供热、天然气输送设备,环境工程设施等,同时也是机器人生产的先锋厂家。

在地下施工机械方面,已生产出1200多台软岩和硬岩挖掘机,如东京市神田川地下调蓄工程用的直径为13.94m的盾构机,东京湾海底隧道14.14m直径的盾构机,英法海峡隧道开挖用的盾构机,以及上海地铁隧道用的盾构机等。

(四)德国海瑞克(HerrenknechtAG)

1977年,马丁·海瑞克先生创办了海瑞克公司;1980年,在靠近法国和瑞士边境的德国南部施瓦诺(Schwanau)设立了办公室和生产车间。公司总部距离斯图加特机场、斯特拉斯堡机场(法国)以及巴塞尔机场(瑞士)都很近。

今天,公司员工分布于世界各地,已超过1,400人。其中,公司总部有1,000人。公司的生产和组装面积已增长到59,900m2,拥有现代化的生产厂房和办公设施。

作为隧道设备生产商,海瑞克公司的设备尺寸完全,能适应各种地质状况。因此,从设备覆盖范围方面来说,海瑞克公司是独一无二的:拥有直径从4,000mm到15,440mm用于公路、铁路、地铁及输水隧道施工的大直径机器到外径仅100mm的全自动微型隧道掘进机、房屋管件连接设备和水平定向钻设备,机器适用于从软质、含水非粘性地层到抗压强达到300MPa的硬岩的各种地质条件。尤其是在大直径隧道掘进机技术方面,海瑞克公司在长距离隧道和高工作压力施工上获得了丰富的经验:

在25年的隧道施工行业中,海瑞克公司一直是一些重大隧道工程的TBM供应商。在荷兰西西尔德、瑞典哈兰德拉斯、马德里、巴塞罗那、易北河等隧道工程中大显身手。在中国参与并完成了香港、北京、天津、广州、深圳、南京、重庆等城市的地下隧道及越江隧道工程。

至今,海瑞克公司已向世界范围内的客户提供了超过1,200台的隧道掘进设备。截止到2005年8月,海瑞克公司已向中国供应了40台直径大于6米的隧道掘进机,小型机7台。

(五)美国罗宾斯公司(ROBBINS)

美国罗宾斯公司是一家从事地下挖掘设备的设计,制造,销售和租赁等业务的公司,专门生产各种挖掘材料,包括提供与传统的“钻孔爆破”方法完全不同的在坚硬的岩层进行机械作业的方法。

现今,岩石掘进机械提供了一种比钻孔爆破法更值得的高效隧道挖掘方法。钻孔爆破法需要按此分开程序操作:先钻出小孔,然后装入炸药,爆破,通风,最后装岩出碴。反复如此进行作业。而岩石机械挖掘法是一个连续地从隧道表面“切开”岩石体的过程,然后通过传送带机或坑道车直接把碴从隧道内运出来。罗宾斯公司的主要产品是全断面隧道掘进机(TBMs)。

TBMs被应用于开挖经过各种各样地质状况的圆剖面隧道,从一般土壤到坚硬岩石层。罗宾斯已经生产出了隧道挖掘直径从1.6到12.87米的全断面隧道掘进机(TBMs),机器重量从50公吨到1500公吨以上,总装机功率从300千瓦到3000千瓦以上。

罗宾斯公司也设计和销售范围很广的其他能使TBM得到高效率的运用的设备和服务。

使用左边的菜单可以发现关于我们的小型掘进设备(SBUs),隧道出碴系统,支持系统,切削刀,零部件,人员和全部的隧道开挖技术。

罗宾斯公司已经设计制造了超过250套全断面隧道掘进机(TBMs)。在本年底将有超过50罗宾斯TBMs机器投入使用。这足以证明罗宾斯的设备质量非常可靠。

(六)加拿大罗浮特公司(LOVAT)




回到顶部