中交天和“首臺套”高端裝備群 拉開我國深地深海開發(fā)大幕布

來源：環(huán)球網(wǎng)

近年來，我國深地深海開發(fā)日益得到重視，相應(yīng)高端裝備研制被推上新臺階。中交天和堅持走科技興企、科技強企之路，積極響應(yīng)“交通強國”戰(zhàn)略，深度服務(wù)國家重大項目建設(shè)，自主研制引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的“首臺套”高端裝備群，為破解極限條件下工程建設(shè)難題提供了核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備支撐，拉開我國深地深海開發(fā)的大幕布。

“首創(chuàng)號”成功挑戰(zhàn)高寒高海拔超深硬巖豎井

針對世界最長高速公路隧道---烏尉高速公路天山勝利隧道高寒高海拔、超深硬巖豎井鉆進的世界級挑戰(zhàn)，中交天和研制世界首臺高寒高海拔超大直徑硬巖豎向掘進機“首創(chuàng)號”，成功應(yīng)用于海拔3660米、縱深707米通風(fēng)豎井掘進，創(chuàng)造了深度、直徑和海拔三項世界紀錄，為“一帶一路”建設(shè)按下“加速鍵”。在天山之巔零下30℃極端環(huán)境，研發(fā)團隊晝夜攻關(guān)，創(chuàng)新設(shè)計“多適應(yīng)性錐形刀盤”，融合智能化掘進與高精度導(dǎo)向，將深井垂直度誤差控制在2毫米內(nèi)。通過優(yōu)化刀具、改造排渣系統(tǒng)、積累上萬組數(shù)據(jù)，成功攻克刀具損耗高、排渣不暢等難題，創(chuàng)造性融合TBM破巖與傳統(tǒng)掘進工藝，實現(xiàn)“一鉆成井”與“掘進—排渣—支護”全程智能化作業(yè)。采用“泥漿+吊桶+下排渣”雙模式垂直排渣系統(tǒng)，保障了掘進作業(yè)效率，守護了天山自然生態(tài)。

在掘進作業(yè)中，“首創(chuàng)號”創(chuàng)下月進尺104.18米的優(yōu)異成績，集成“掘、排、支一體化”先進工藝，為類似極端環(huán)境超大直徑豎井掘進提供了工藝示范和技術(shù)標準。作為世界首臺具備“上出渣一鉆成井、下出渣一擴成井”雙模式掘進能力的超大直徑豎井掘進機，不但完成了既定掘進任務(wù)，也驗證了擴孔式TBM掘進高海拔超大超深豎井的可行性，獲18項國家標準、43項發(fā)明專利，推動了我國超大超深豎井掘進裝備跨代升級，成為全球業(yè)界的應(yīng)用典范。

“智能號”創(chuàng)國內(nèi)鉆井掘進最深記錄

中交天和研制的國內(nèi)首臺高智能化ZMD120/1200型富水巖層深大豎井鉆機“智能號”，成功應(yīng)用于內(nèi)蒙古陶忽圖煤礦深738米北風(fēng)井，創(chuàng)下國內(nèi)鉆井掘進最深記錄。該裝備集成1200千牛米超大扭矩、1200噸超強提升力及智能控制系統(tǒng)，可完成直徑12米、深度800米深大豎井掘進，是國內(nèi)目前扭矩最大、智能化程度最高的豎井鉆機。通過智能控制與電液一體化設(shè)計，配合創(chuàng)新性牙嵌式鉆具連接結(jié)構(gòu)和高精度垂直導(dǎo)向系統(tǒng)，實現(xiàn)月最高進尺300米、垂直度誤差小于2毫米，推動立井掘進從傳統(tǒng)人工機械掘砌向全自動化智能化掘進發(fā)展。

在實際應(yīng)用中，“智能號”在白堊系及以上地層采用“一鉆成井”，創(chuàng)下月最高掘進122米的記錄；在侏羅系地層采用“一擴成井”，實現(xiàn)月最高掘進110米的記錄，展現(xiàn)出卓越的技術(shù)性能，為西部富水巖層煤礦建井提供了“綠色、安全、智能”全新解決方案，標志著我國礦山立井掘進裝備已

躋身世界前列，為我國西部煤礦、鐵路、公路、輸水隧道等深大豎井建設(shè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

“豎盾一號”引領(lǐng)未來深地開發(fā)新工法

近期，中交天和研制的超大直徑下沉式豎井掘進機“豎盾一號”在現(xiàn)場始發(fā)，這是我國首次應(yīng)用于常規(guī)能源項目始發(fā)、接收井掘進作業(yè)。該裝備整機重160噸，配備1600千瓦大功率驅(qū)動系統(tǒng)，具備100米最大掘進深度和80兆帕巖石破碎能力；集掘進、出渣、支護、導(dǎo)向等功能于一體，采用垂直向下淹水式掘進工藝，支持10-18.4米智能變徑掘進作業(yè)。通過搭載狀態(tài)監(jiān)測、自動導(dǎo)向、智能掘進等智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控，掘進效率大幅提升，井下作業(yè)安全隱患得到有效控制。

相較傳統(tǒng)沉井工法，“豎盾1號”已實現(xiàn)井下無人，成本降低超過50%，掘進效率提升超過5倍，具有適用范圍廣、占地小、綠色環(huán)保、成型質(zhì)量好、對環(huán)境影響小等優(yōu)勢。采用全預(yù)制管片拼裝與懸吊下沉技術(shù)，豎井一次成型，井壁穩(wěn)定性高，地面沉降控制在毫米級，為豎井掘進提供全新解決方案，為海綿城市、地下車庫、綜合管廊、能源、水利等深地開發(fā)提供關(guān)鍵裝備支撐與全新工法示范。

新型嵌巖鉆機刷新海上風(fēng)電最大孔徑記錄

中交天和研制新型海上風(fēng)電嵌巖鉆機，填補我國大直徑單樁嵌巖掘進裝備空白，對全球海上風(fēng)電基礎(chǔ)工程建設(shè)具有里程碑意義。該新型嵌巖鉆機最大提升力900噸，最大扭矩4000千牛·米，鉆孔直徑10.4米，遠超國內(nèi)外同類裝備最大鉆孔直徑6米。配置與應(yīng)用智能化掘進控制系統(tǒng)，實現(xiàn)“一鍵啟動”與實時監(jiān)測，有效解決了嵌巖掘進速度慢、排渣效率低等難題。在平潭海灣等海上風(fēng)電場建設(shè)中，該新型嵌巖鉆機僅用26天即完成直徑7.32米嵌巖單樁鉆孔，創(chuàng)下國內(nèi)海上最大直徑嵌巖鉆孔記錄。

該新型嵌巖鉆機集成超大扭矩驅(qū)動、強力提升鉆進、獨立三通道高效吸排渣系統(tǒng)，在全風(fēng)化至弱風(fēng)化巖層實現(xiàn)10-40毫米/分鐘鉆進速度，綜合性能領(lǐng)先國際同類裝備，被“國家專利密集型產(chǎn)品備案認定試點平臺”認可，共獲17項核心專利，涵蓋導(dǎo)向裝置、驅(qū)動系統(tǒng)、刀具工藝等關(guān)鍵技術(shù)，展現(xiàn)了我國高端海工裝備自主創(chuàng)新能力，為海上風(fēng)電規(guī)模化發(fā)展提供了強大裝備保障和技術(shù)支撐。

從“首創(chuàng)號”成功挑戰(zhàn)高寒高海拔超深硬巖豎井，到“智能號”創(chuàng)國內(nèi)鉆井掘進最深記錄；從“豎盾1號”引領(lǐng)未來深地開發(fā)新工法，到新型嵌巖鉆機刷新海上風(fēng)電最大孔徑記錄，由中交天和自主研制的覆蓋深地、深海等全地域，適用軟土、軟巖、硬巖等全場景的“首臺套”全國產(chǎn)化高端裝備群，持續(xù)突破深地深海等極端環(huán)境開發(fā)技術(shù)極限，以高水平科技自立自強的生動實踐傾力打造新質(zhì)生產(chǎn)力國家隊樣板。