近日，我國自主研制的首臺全國產化超大直徑下沉式豎井掘進機“二公豎盾1號”在江蘇省常熟市下線。該裝備改變了盾構機始發(fā)井、接收井的傳統(tǒng)人工開挖施工方法，可大幅提升掘進速度、減少占地面積、提高施工效率和安全性。

圖為首臺全國產化超大直徑下沉式豎井掘進機“二公豎盾1號”全景。受訪單位供圖

“二公豎盾1號”由中交天和機械設備制造有限公司（以下簡稱“中交天和”）自主研制，整機重量達160噸，配備1600千瓦大功率驅動系統(tǒng)，采用全密封高承壓設計，具備100米最大開挖深度和80兆帕巖石破碎能力。該設備創(chuàng)新性地集開挖、出渣、支護、導向等功能于一身，采用垂直向下掘進模式，通過淹水式施工工藝實現(xiàn)主機水下作業(yè)，并具備10—18.4米直徑范圍內的智能變徑開挖能力。其搭載了關鍵部件狀態(tài)監(jiān)測、自動導向測量、智能輔助掘進等先進系統(tǒng)，配合新一代智能化控制系統(tǒng)，使操作人員能夠遠程實時監(jiān)控設備狀態(tài)并精準調節(jié)施工參數(shù)，不僅大幅提升了施工效率和智能化水平，更大大消除了人員在危險環(huán)境作業(yè)的安全隱患。

中交天和設計院豎井特裝所所長張陽介紹，目前盾構始發(fā)井、接收井基本采用傳統(tǒng)的打樁或在地下打連續(xù)墻的方式建設，工期長、成本高，且對周圍環(huán)境影響很大。相比于傳統(tǒng)人工開挖的沉井施工方法，采用“二公豎盾1號”沉井作業(yè)可以實現(xiàn)井下無人、地面少人，節(jié)約施工成本50%以上，掘進速度是傳統(tǒng)方式的5倍以上，可有效縮短施工周期。同時，它具有適用范圍廣、占地面積小、施工效率和安全性高、成本低、綠色環(huán)保、豎井成型質量好和對周圍建筑物影響小等特點。“二公豎盾1號”采用全預制管片拼裝和懸吊下沉技術，做到了豎井一次成型，大幅提升了井壁穩(wěn)定性及成型質量，對周圍地面沉降的影響可以控制在毫米級；面對掘井過程中地質不斷變化的情況，具備復雜地質條件的適應能力，能夠在軟弱土、軟巖及復合地層中高效運行，設備投用后最大掘進速度可達5米/日。

中交天和副總經理、總工程師楊輝說，研發(fā)團隊通過創(chuàng)新突破，不僅成功研制出“二公豎盾1號”這一超大直徑豎井掘進機，更構建了基于裝配式垂直掘進技術的全系統(tǒng)解決方案，為在狹小空間建造盾構機始發(fā)井和接收井提供了全新思路。這一創(chuàng)新成果將為海綿城市建設以及能源、水利、礦山、交通等多個領域的地下空間開發(fā)，提供裝備支撐和新工法。