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大直徑泥水平衡掘進(jìn)裝備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

    項(xiàng)目簡介：

    隨著我國城市化進(jìn)程的加快和快速交通建設(shè)的推進(jìn)升級(jí)，未來幾年，城市地下交通、穿江越海等隧道工程建設(shè)需求的大直徑泥水平衡掘進(jìn)裝備（開挖直徑9m級(jí)以上）數(shù)量很大，但其具有開挖艙壓力控制精度高、換刀作業(yè)危險(xiǎn)性大和設(shè)計(jì)、加工及裝配工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，技術(shù)和產(chǎn)品長期被國外壟斷，價(jià)格高、周期長、服務(wù)差。制約我國大直徑泥水平衡掘進(jìn)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸有開挖艙氣液壓力高精度平衡控制、大功率泥漿環(huán)流沖刷、攜碴控制、超大尺寸結(jié)構(gòu)件加工與裝配精度控制等，而狹小空間刀具清洗、觀察及常壓換刀更是世界級(jí)難題。針對(duì)上述難題，鐵建重工聯(lián)合高校、施工單位，在湖南省科技重大專項(xiàng)支持下，產(chǎn)學(xué)研用歷時(shí)5年，實(shí)現(xiàn)了完全自主研發(fā)的大直徑泥水平衡掘進(jìn)裝備關(guān)鍵技術(shù)成功普及應(yīng)用，形成主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：

    1、世界首創(chuàng)冷凍刀盤及其冷凍換刀方法，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

    2、發(fā)明了大直徑泥水平衡盾構(gòu)刀盤刀具可視化換刀新技術(shù)，極大的提升換刀效率，且極大地減小帶壓換刀作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，保障了施工安全。

    3、突破了大直徑泥水平衡開挖艙氣液壓力高精度獨(dú)立平衡控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了氣液壓力控制精度＜0.1bar。

    4、提出了大功率泥漿環(huán)流沖刷與攜碴參數(shù)匹配控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)參數(shù)與攜碴運(yùn)行參數(shù)匹配和高效出碴。

    5、突破了超大尺寸結(jié)構(gòu)件高精度分塊與拼裝制造工藝技術(shù)，保證大直徑掘進(jìn)裝備的關(guān)鍵幾何尺寸和控制掘進(jìn)成形精度達(dá)到±5mm。

    獲授權(quán)專利31項(xiàng)，其中發(fā)明專利15項(xiàng)，實(shí)用新型專利13項(xiàng)，外觀專利3項(xiàng)；發(fā)表論文8篇；制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。湖南省機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià)認(rèn)為：該成果創(chuàng)新性強(qiáng)，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中“冷凍刀盤”達(dá)到國際領(lǐng)先水平。近三年累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入23.8億元，利潤4.7萬元。在我國鄭州機(jī)場(chǎng)線豫機(jī)城際鐵路工程、京沈客專京冀段、常德沅江過江隧道等工程中成功應(yīng)用，推動(dòng)了我國高端掘進(jìn)裝備制造業(yè)的跨越式發(fā)展。

    獲獎(jiǎng)等級(jí)：三等獎(jiǎng)

    完成單位：中國鐵建重工集團(tuán)有限公司；中南大學(xué)；湘潭大學(xué)