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方大集团北方重工:探索智能硬岩掘进装备技术推进产品绿色化发展

发布时间:2025-09-16

近年来,方大集团北方重工依托硬岩掘进装备领域的技术积累与创新突破,将绿色、智能理念贯穿装备研发与工程应用全过程,为国家民生工程及电站建设提供高效装备支撑的同时,切实推进产品绿色化发展。

硬岩小转弯TBM:高效施工减少生态扰动

自流排水隧洞常面临硬岩、破碎带等复杂地质条件,传统施工方式效率低、周期长,易加剧对周边环境的持续干扰。北方重工紧扣“生态优先”要求,探索硬岩小转弯半径TBM技术。

8月11日,深汕特别合作区西部水源及供水工程现场,北方重工制造的φ3.53米硬岩小转弯TBM顺利始发。该设备围绕自流排水隧洞需求专项设计,核心优势均基于工程实际需求研发:一是小半径灵活适配,最小转弯半径仅30米,大幅提升狭窄隧洞作业灵活性,减少隧道绕行对地表地貌的额外扰动;二是智能高强度破岩,刀盘采用高强度合金刀具,搭配智能控制系统实时调整掘进参数,确保硬岩地层稳定推进,规避传统钻爆法因爆破产生的山体震动与生态损伤;三是显著缩短工期,面对高岩石强度地层,该设备有效解决传统钻爆法效率低、安全风险大的问题,可减少约60%的作业人员,预计缩短工期50%以上,综合施工成本降低约15%。通过压缩施工周期,直接降低工程对周边生态环境的持续影响,践行“高效施工、少扰生态”的建设思路。

深竖井掘进技术:以高端装备守护安全与生态

抽水蓄能电站的深竖井工程普遍存在深度大、岩石强度高的特点,传统施工方法效率低、安全风险高,且易破坏岩层稳定性,引发生态风险。北方重工践行“统筹发展和安全”的要求,研发硬岩深竖井扩孔式掘进机,以高端装备破解“安全”与“生态”双重难题。

该设备采用V型刀盘开挖,利用前期反井施工开挖出来的导井作为溜渣井,进行自溜下排渣,在下平洞完成出渣。地层渗水通过导井流到下平洞,由下平洞的排水系统排出;井壁支护采用锚网喷、锚喷等支护形式,实现随扩喷护。设备集成刀盘开挖系统、主驱动系统、撑靴推进系统、井壁支护系统、物料运输系统、液压流体系统、电气系统、消防系统等,实现竖井的机械化、自动化、集成化施工,实现“无人少人下井、远程智能监控”等功能,对掘进开挖和跟随支护等作业实施全方位多视角、少人智能化监测、自动化远程控制和纠偏作业的预警报警。

智能化与绿色化升级:以技术创新践行低碳理念

北方重工将智能化、绿色化作为硬岩掘进装备研发核心方向,从“降能耗、减污染、提效率”三方面发力,推动装备与绿色发展理念深度融合。

北方重工新一代TBM搭载智能掘进系统,可实时采集地质数据、动态调整掘进参数,实现“地质-设备-施工”协同优化,大幅降低卡机、刀具异常磨损等风险。同时,聚焦节能减排,采用高效电机驱动与变频控制技术,使设备能耗较传统机型显著降低,直接减少施工能源消耗。

目前,北方重工与国内知名院校合作,联合研发高效的施工作业方法,从源头提升设备施工效率,进一步减少设备施工对周围环境的影响,守护项目周边的绿水青山。

未来,北方重工将继续深耕隧道掘进技术,持续推动装备智能化、绿色化升级,为国家抽水蓄能电站建设再上新台阶、实现“双碳”目标与生态文明建设贡献“北重力量”。