盾构装备自主设计制造关键技术及产业化

日期:2015-12-09  作者:  来源:  浏览:7616

      中铁隧道集团与浙江大学、上海隧道股份等单位完成的《盾构装备自主设计制造关键技术及产业化》成果荣获2012年度国家科技进步一等奖。

      盾构是国家地铁、公路、铁路、水利和国防等基本建设急需的重大装备,其关键技术难度高、附加值大, 反映了一个国家装备制造业的水平。项目围绕盾构掘进失稳、失效和失准三大难题,攻克了盾构自主设计制造关键技术,研发出土压、泥水和复合三大类盾构系列产品,形成了自主设计制造能力,实现了产业化。    
      主要创新成果包括:揭示了密封舱压力分布规律,发明了密封舱压力动态平衡控制方法,突破了多系统协调控制技术,研制了相应控制系统,提高了界面稳定性,解决了因界面失稳导致地面塌陷的难题;提出盾构载荷顺应性设计方法,据此研制出刀盘刀具、推进及驱动等子系统,使掘进中突变载荷对装备的冲击减少了30%以上,保护了关键部件,解决了因载荷突变导致系统失效的难题;提出基于盾构姿态预测的推进控制方法,可实时预测盾构位姿变化趋势,调整液压缸分区控制,发明了盾构推进压力/流量复合纠偏技术,研制出盾构推进系统,解决了因掘进方向失准造成盾构掘进偏离设计轴线的难题。    
      已授权发明专利77项,软件登记16项,制订国家及行业标准2项,发表SCI/EI 论文190篇,专著3部。项目成果孵化和支撑了上海隧道、中铁隧道和中铁装备国内自主设计制造盾构的三大龙头企业,盾构主要性能指标达到或超过国际同类产品,替代了进口,并出口新加坡、印度、马来西亚、泰国等国家。完成了北京、上海、广州、香港等26个国内外城市,300多个地铁、公路、铁路等各类隧道工程施工,取得了显著的经济和社会效益,推动了我国大型掘进装备制造业的科技进步,实现了盾构产业的跨越发展。