圖為首臺(tái)全國產(chǎn)化超大直徑下沉式豎井掘進(jìn)機(jī)“二公豎盾1號(hào)”全景。受訪單位供圖

“二公豎盾1號(hào)”由中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中交天和”）自主研制，整機(jī)重量達(dá)160噸，配備1600千瓦大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用全密封高承壓設(shè)計(jì)，具備100米最大開挖深度和80兆帕巖石破碎能力。該設(shè)備創(chuàng)新性地集開挖、出渣、支護(hù)、導(dǎo)向等功能于一身，采用垂直向下掘進(jìn)模式，通過淹水式施工工藝實(shí)現(xiàn)主機(jī)水下作業(yè)，并具備10—18.4米直徑范圍內(nèi)的智能變徑開挖能力。其搭載了關(guān)鍵部件狀態(tài)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)導(dǎo)向測(cè)量、智能輔助掘進(jìn)等先進(jìn)系統(tǒng)，配合新一代智能化控制系統(tǒng)，使操作人員能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)并精準(zhǔn)調(diào)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(xiǎn)環(huán)境作業(yè)的安全隱患。

中交天和設(shè)計(jì)院豎井特裝所所長(zhǎng)張陽介紹，目前盾構(gòu)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(shè)，工期長(zhǎng)、成本高，且對(duì)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(hào)”沉井作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)井下無人、地面少人，節(jié)約施工成本50%以上，掘進(jìn)速度是傳統(tǒng)方式的5倍以上，可有效縮短施工周期。同時(shí)，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(zhì)量好和對(duì)周圍建筑物影響小等特點(diǎn)。“二公豎盾1號(hào)”采用全預(yù)制管片拼裝和懸吊下沉技術(shù)，做到了豎井一次成型，大幅提升了井壁穩(wěn)定性及成型質(zhì)量，對(duì)周圍地面沉降的影響可以控制在毫米級(jí)；面對(duì)掘井過程中地質(zhì)不斷變化的情況，具備復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)能力，能夠在軟弱土、軟巖及復(fù)合地層中高效運(yùn)行，設(shè)備投用后最大掘進(jìn)速度可達(dá)5米/日。

中交天和副總經(jīng)理、總工程師楊輝說，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新突破，不僅成功研制出“二公豎盾1號(hào)”這一超大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)，更構(gòu)建了基于裝配式垂直掘進(jìn)技術(shù)的全系統(tǒng)解決方案，為在狹小空間建造盾構(gòu)機(jī)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(shè)以及能源、水利、礦山、交通等多個(gè)領(lǐng)域的地下空間開發(fā)，提供裝備支撐和新工法。

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