9月26日，由中鐵隧道局集團(tuán)、中鐵裝備集團(tuán)聯(lián)合研制的世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)——崇太長江隧道“啟明號”掘進(jìn)機(jī)在河南鄭州成功下線。
“啟明號”掘進(jìn)機(jī)開挖直徑24米，開挖深度75米，主機(jī)高度約13米，承受水壓8巴，是我國自主研制的世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)。“啟明號”整機(jī)分為地面與井下兩大部分，采用雙臂協(xié)同開挖，將用于中鐵隧道局崇太長江隧道2號豎井施工。為確保2號豎井的工程質(zhì)量和施工安全，“啟明號”集成了主驅(qū)動、支腿撐緊和截割臂等系統(tǒng)模塊，應(yīng)用了掘進(jìn)自適應(yīng)、導(dǎo)向自精控、參數(shù)自調(diào)整、拼裝自同步、齒座自設(shè)計(jì)等核心智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自主下沉、自主導(dǎo)向、自主環(huán)控、自主感知、自主控制，在復(fù)雜地層可進(jìn)行“有人值守、無人操作”高效掘進(jìn)，極大提升施工效率與安全。
掘進(jìn)自適應(yīng)：采用特殊結(jié)構(gòu)滾筒和加強(qiáng)截齒，確保在卵石、軟巖和硬巖地層中掘進(jìn)，減少截齒風(fēng)險(xiǎn)；采用可更換鏟齒，可用于軟土、卵石、軟巖、硬巖等復(fù)雜地層掘進(jìn)。
導(dǎo)向自精控：研發(fā)了“基于機(jī)械式位姿測量”技術(shù)的豎井掘進(jìn)機(jī)自動導(dǎo)向系統(tǒng)，采用接觸式、物理測量定位技術(shù)，通過物理機(jī)械連接方式，運(yùn)用球心幾何和最小二乘算法，解決了水下作業(yè)過程中“看不見”“摸不著”“測不準(zhǔn)”等難題，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)、井筒位姿高精度實(shí)時(shí)控制，并同步實(shí)現(xiàn)主機(jī)自動隨井壁下沉。
參數(shù)自調(diào)整：預(yù)設(shè)聯(lián)鎖程序和參數(shù)，根據(jù)傳感器的反饋，實(shí)時(shí)監(jiān)測不同地層掘進(jìn)過程中各項(xiàng)參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自動調(diào)整開挖參數(shù)和速度，并自主分析參數(shù)異常情況自動分級預(yù)警。
拼裝自同步：將豎井掘進(jìn)機(jī)主機(jī)固定于井壁，借助井壁結(jié)構(gòu)本身作為支護(hù)系統(tǒng)，運(yùn)用截割滾筒對掌子面開展360度開挖，利用泥漿環(huán)流系統(tǒng)護(hù)壁并攜帶渣土，沉降單元使井壁下沉，在掘進(jìn)過程中同步拼裝豎井管片。
齒座自設(shè)計(jì)：采用齒座鑲嵌結(jié)構(gòu)，增大齒座鑲嵌面，減小齒座受力力矩，避免在復(fù)雜地質(zhì)條件下滾筒出現(xiàn)齒座脫落。
該機(jī)的成功研制，為加快崇太長江隧道2號豎井施工、主隧道“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)順利接收創(chuàng)造了條件，也為鐵路運(yùn)營提供隧道通風(fēng)、消防疏散、抽排水等功能奠定了基礎(chǔ)。
崇太長江隧道連接上海市崇明區(qū)與江蘇省太倉市，全長14.25千米，是中國建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高、掘進(jìn)距離最長、規(guī)模最大的高鐵越江隧道工程。隧道盾構(gòu)段長13.25千米，設(shè)豎井3座。其中2號豎井位于長江南岸（太倉市）規(guī)劃郊野公園內(nèi)，距離長江南堤僅約200米。隧道建成后，將成為連接江蘇省與上海市的關(guān)鍵交通樞紐，顯著提升長三角地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通水平，極大促進(jìn)沿線地區(qū)物流、人才和資本的高效流動，對推動長三角一體化發(fā)展進(jìn)入新階段具有重要戰(zhàn)略意義。
