【大干100天】国内首套盾构渣土环保处理系统成功投用
来源：
日期：
2020-05-27
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当清晨的第一缕阳光洒在深圳地铁14号线的建设工地上，中铁工服设计研究院深圳地铁皮带机及渣土环保处理系统技术团队又开始了他们一天充实而忙碌的工作。这个团队平均年龄不到29岁，却用年轻的臂膀挑起了深圳地铁14号线7工区盾构渣土环保处理技术管理的重担。目前，以他们为主体设计研发的国内首套盾构施工渣土环保处理系统1.0版，已在中铁三局桥隧公司承建的深圳地铁14号线7工区成功投入使用并初见成效，让渣土秒变成宝，不但保护了环境，实现了渣土回收再利用，还产生了很好的经济效益，为绿色施工、城市基建增添新“法宝”。
▲ 团队合影
当前，处理盾构掘进产生的渣土是一个棘手的问题。如果直接外运，不但成本高昂，还会遗洒于道路，产生扬尘，污染极大。同时，渣土含有的大量可再利用的沙石泥土、水、膨润土及泡沫等当弃渣处理，将造成资源的巨大浪费。该技术团队经过多次科研攻关，终于研发出皮带机及盾构渣土环保处理系统，将渣土分级脱水分离和干化，实现无机原料、水资源再利用，变废为宝，点石成金。
▲ 筛分旋流一体机
开垦渣土绿色处理这块处女地，困难不言而喻。说起中铁工服渣土环保处理系统研制，就不能不提两个人，他们就是项目渣土处理系统第一负责人刁鹏，连续出渣皮带机第一负责人陈洪财。
▲ 会议讨论
项目从设计制造到调试使用，工期20个月，从成都到深圳，要奔袭千里客场作战，工期紧，担子重，从项目立项起，中铁工服设计研究院办公楼上的灯光总是亮到深夜，陈洪财常常加班到凌晨三点，困了，就趴在办公桌上勉强睡几个小时后继续工作。项目推进不到三个月，他就瘦了整整12斤。
功夫不负有心人，设计工作提前完成，他们顾不上休息，又立刻投入到紧张的驻厂监造、现场组装调试中。“老婆，我真的对不起你和女儿！”驻守工区2个月的刁鹏，每每看到视频中辛苦的妻子和才满月的女儿，总是眼眶湿润，心怀愧疚。
▲ 渣土分离系统分离粗砂
处理盾构掘进产生的渣土关键是如何高效集约地分离利用渣土，这个难题困扰了技术团队许久。经过多个不眠之夜，刁鹏创造性地提出用振动清洗和絮凝压滤的方式点石成金：将渣土分级过滤成建材砂石和泥浆。泥浆加入“卤水”絮凝剂，经过压滤机分离成清澈见底的循环水和干化泥饼。团队都戏称这一绝招为“卤水点豆腐”。
但是，新的问题随之而来。如何将渣土高效环保地输送至渣土分离系统呢？陈洪财经过仔细分析，提出利用皮带机系统将刚掘出的渣土，从隧道深处运输至地面渣土分离系统的进料斗，最后分离的粗砂细沙，通过拉升皮带机输送至卡车运输。全程没有任何遗洒，保证了工区施工的文明整洁。
▲ 皮带机系统部件
要成大事，离不开团队的协作。心往一处想，劲往一处使，方能克服困难。两位项目负责人，刁鹏性格开朗活泼，陈洪财思维缜密，一动一静，优势互补。此外，他们还请来了“金牛工匠”、中铁工服陈文菊做电气系统负责人。
2019年，为了保证皮带机控制系统稳定可靠，陈文菊放弃了难得的国庆假期，坚守科研岗位，终于突破了皮带机系统控制的难点。2月13日，陈文菊在疫情最为肆虐的时刻，安顿好8岁的女儿，克服出行困难，奔赴深圳地铁项目现场，和团队成员一起调试皮带机控制系统，用32天的坚守与勇敢，书写出了工业女性的巾帼传奇。
团队成员任阳一直坚守岗位，直到结婚前夜，交接好工作后，才匆忙赶回家完成婚礼。刚毕业的张仁川和赵强，对长达2个月的高强度工作毫无怨言。
▲ 洗砂机
“对于产品质量来说，不是100分就是0分。” 陈洪财经常用这句话勉励大家。在调试渣土分离系统的攻关时刻，泥浆分离过滤后压出的泥饼一捏就碎，分离水有些浑浊。虽然只是一个细枝末节的问题，但还是引起了刁鹏和任阳两位工程师的注意。他们立刻召集大家共同讨论问题的解决办法，并爬上设备逐一排查了近一周时间。最终，在排查到固液分离模块时，新员工邓涛发现压滤机的滤布存在些许破漏，导致过滤时压力不均，泥饼含水量过大，一捏就碎。“找准病根”后，大家立刻对症下药，重新换上完整无破损的滤布。当重新压出的泥饼干燥结实，滤除的水清澈见底时，大家兴奋地欢呼雀跃起来。
▲ 成功压出泥饼
正是这样一群可爱的工业人，用年轻的臂膀挑起了14号线7工区盾构渣土环保处理的大梁，用实际行动践行着“三个转变”指示精神，生动诠释了“勇于跨越、追求卓越”企业精神。
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近日，中铁宝桥辙叉分公司历经一载潜心钻研、反复试验，成功攻克长期困扰高锰钢辙叉行业的人工打磨痛点，一举“终结”传统生产模式的局限，成为国内首家正式迈入高锰钢辙叉“非打磨时代”的企业，以技术革新为我国高锰钢辙叉行业转型升级开辟了全新路径、树立了标杆典范。辙叉是指使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备，由叉心、翼轨和联结零件组成，是铁路大动脉上的“咽喉性”部件。作为国内“铁路器材研发基地”的中铁宝桥便承担了铁路专用高锰钢辙叉研发生产任务，累计为国际国内铁路市场提供各型高锰钢辙叉60多万根，产品畅销北美、欧盟、东南亚市场。长期以来，每一根铸造的高锰钢辙叉毛坯件都需人工打磨，以去除表面铸造缺陷，这不仅影响产品质量和生产效率，还会产生磨削粉尘和打磨噪声，增加职工作业强度。“以前打磨毛坯，粉尘大、劳动强度高，一个人一天最多能打磨两三根。”打磨工段职工张师傅表示，人工打磨耗时费力，还易因操作影响产品精度。2025年，在企业“数智化工厂”建设中，辙叉分公司将取消高锰钢辙叉人工打磨作业作为年度重点技术攻关课题，组建由高级工程师牵头的专项攻关团队，聚焦模型制作、造型生产等关键环节开展工艺创新。模型制作环节，团队依托铸造模型机器人，摒弃传统加工工艺，采用分段制作、精准拼接方式，优化模具设计细节，将模型尺寸误差控制在毫厘之间，从源头保障铸造毛坯成型精度。造型生产环节，选用环保无污染原材料，优化产品生产参数，采用真空硬化等多种先进工艺，优化冷却监测流程，实现辙叉毛坯“精密铸造、精密成型”，彻底解决人工打磨难题。实际生产表明，取消毛坯打磨工序后，单件辙叉生产效率提升20%，人工成本降低20%，产品一次交验合格率达95%，同时实现安全生产与绿色制造双赢。中铁工业锚定“高端化、数智化、绿色化、融合化、国际化”发展路径，持续推动核心装备制造工艺迭代升级，为交通强国建设贡献工业力量。
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4月13日，由中铁装备研制的小直径土压平衡盾构机在郑州通过验收顺利下线。该设备是中铁装备出口土耳其的首台水利水电领域盾构设备，为当地水利水电建设提供“中国方案”。土耳其水利水电隧道项目，盾构隧道总长9.5千米，最大埋深达410米。项目面临长距离岩层掘进、岩石完整性差、穿越多处断层破碎带等复杂地质条件，对设备的耐磨性提出了严峻考验。为有效破解项目长距离、大埋深等核心难题，设计团队为其量身打造了一台开挖直径5.37米的土压平衡盾构机，为项目实现长距离高效掘进提供了坚实的装备支撑。作为中国高端装备制造标杆企业，中铁装备自主研制盾构机再次出口土耳其，不仅拓展了国产盾构机海外应用场景，更彰显“中国智造”硬实力，为中国装备与海外水利工程合作搭建起新桥梁。
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近日，“十五五”重大工程，沿江高铁的标志性项目正在加紧施工。在长江水底以下89米处，世界最大直径高铁盾构机“领航号”顺利完成崇太长江隧道水下段11.18公里的掘进任务，成功抵达长江南岸，向最终接收井稳步推进。崇太长江隧道全长14.25公里，是沪渝蓉高铁全线控制性工程，也是世界建设标准最高、掘进距离最长、规模最大的高铁越江隧道。“领航号”盾构机自2024年4月从上海崇明岛始发，历时23个月，创下多项世界纪录：世界范围内15米级大直径盾构首次实现一次性连续掘进11182米；穿越长江水下89米最低点，单月最高掘进718米，效率领跑全球；隧道设计时速350公里，将实现高铁水下不减速过江的世界首创。“领航号”盾构机为崇太长江隧道量身定制，是当之无愧的“地下航母”。刀盘开挖直径15.4米，总长约148米，总重约4000吨；搭载智能控制系统，实现有人值守、无人操作的智能化施工，可自主感知、分析、决策，精准纠偏；采用泥水分离、污水循环等技术，实现“浆不落地、渣不落地”，守护长江生态。目前，中国盾构机全球占有率已经达到70%，产品远销五大洲40多个国家和地区。“十四五”时期，中国14米及以上的超大直径盾构机实现跨越式发展。“十五五”期间，中铁工业坚定不移走“高端化、数智化、绿色化、融合化、国际化”发展路径，将在更大直径、更快速度、更深地层更多应用化场景等方面持续发力，助力更多超级工程建设落地。
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3月26日，中铁山桥、中铁宝桥参建的世界最大跨径双层悬索桥——狮子洋大桥，实现东、西主塔封顶，转入上部结构施工阶段。狮子洋通道作为继港珠澳大桥、深中通道之后，粤港澳大湾区又一超体量交通工程。其关键控制性工程狮子洋大桥，主跨2180米“一跨过江”，建成后将创下双层悬索桥“主跨跨径、车道数量、主塔高度、锚碇直径和主缆直径”5项世界第一。大桥主塔高342米，相当于110层摩天大楼，站在塔顶往下看，珠江口的船小得就像模型。公司承接了狮子洋大桥主塔钢壳及锚固系统近6万吨钢结构制造任务。公司深度融合 “工厂化、数字化、智能化” 理念，为超级工程打造“智造加速器”。投入高精度数控激光切割机，精度达0.5毫米，从源头把控零件尺寸；针对超薄复杂钢壳壁板，建立涵盖智能下料、反变形控制、机器人集群作业的完整解决方案。设计专用反变形胎架预设焊接收缩量，优化针对薄钢板、密肋结构的焊接顺序，有效控制变形与应力；创新采用厂内实体试拼+虚拟预拼装，提前“彩排”，将高空可能出现的干涉、错位问题在厂内解决。建设过程中，公司研发的智能制造生产管控系统，实现了从智能排产、设备物联、质量溯源到安全监控的全方位管控。生产线集成了自动组装定位焊机群组、多电极龙门焊接专机、机器人智能焊接系统及剪力钉焊接机械臂集群，结合“AI+焊接”自适应调控技术，实现焊接过程全流程智能化管控，保障焊缝质量的一致性与工艺稳定性。在装配环节，项目团队创新应用BIM与三维数字扫描技术，提前在虚拟空间排查、优化，确保实体拼装一次成优。采用 “全位置焊接机器人+立体预拼装+三维扫描建模” 的先进作业模式，全面提升自动化水平与焊接质量。超高空的精准对接，是主塔施工的最大难点。公司创新采用“1+1”连续预拼装体系与整体机加工方法，在工厂专用胎架上模拟桥位工况，对壳体壁板进行连续拟合与接口一体化加工。建立“工厂预拼-数据反馈-精度修正”闭环控制机制，通...
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1月30日，世界最大直径竖井掘进机“启明号”在崇太长江隧道2号竖井顺利贯通，实现了当月始发、当月完成掘进任务（56.08米)的目标，创造了高铁竖井掘进机直径最大、速度最快的新纪录，为崇太长江隧道“领航号”盾构机的接收、二次始发及全隧贯通奠定了坚实基础。崇太长江隧道2号竖井位于太仓市浮桥镇，是“领航号”盾构机接收与再始发的核心要地，距离长江南岸大堤仅200米，为临江漫滩超深富水、预制装配式圆形竖井，掘进深度56.08米。该竖井地下水位高，且与长江水系联系紧密，地质环境复杂，施工难度大，安全风险高，极易引发透水、涌水涌沙等风险。中铁装备研制的“启明号”竖井掘进机开挖直径达24米，最大开挖深度可达150米，是我国自主研制的世界最大直径竖井掘进机，具备超大断面、超深水下高效开挖能力。自本月始发以来，“启明号”凭借针对性创新设计和卓越的性能，成功解决超深富水复合地层中“看不见、摸不着、测不准、控不住”等技术难题，表现出强大的适应性和稳定性，创造了最高日进尺4.08米，平均2.7米的优异成绩，大幅提升施工效率与质量，为后续竖井机械化施工奠定坚实基础。“启明号”掘进任务的顺利完成，标志着我国在大直径、超深竖井机械化、智能化施工领域再次取得重大突破。其所形成的成套技术与工艺，将为未来深层地下空间开发等重大基础设施建设提供成熟可靠的“中国方案”，有力推动我国隧道及地下工程建造技术的进步。