15 июля 2004 года разработанные резец, резцовая головка (рис. 1-43) и гидравлическая система были успешно использованы при промышленных испытаниях второй линии Шанхайского метрополитена, достигнув непрерывной проходки 2650 м, со средней месячной проходкой 331 м и максимальной месячной проходкой 470 м, что соответствовало показателям, требуемым проектом.

26 марта 2005 года был успешно завершен щитовой тоннель для западного продолжения второй линии Шанхайского метрополитена, что ознаменовало собой значительное достижение государственного плана «863» возглавляемое Китайской корпорацией железнодорожных туннелей в области разработки и применения режущего инструмента резцовой головки и гидравлических приводов.

4) Первый в Китае проходческий щит с грунтопригрузом в метро с независимыми правами интеллектуальной собственности

В октябре 2004 года первый в Китае проходческий щит с грунтопригрузом с полностью независимыми правами интеллектуальной собственности прототип «Совершенный» (рис. 1-44) начал проходку туннеля в продолжении второй шанхайской линии метро с западной стороны, нарушив господство «иностранного щита» и положив конец истории китайских щитов, долгое время полагавшихся на иностранные бренды.

Рис. 1-43. Китайская железнодорожная компания возглавляет разработку резцовой головки проходческого щита

Рис. 1-44. Проходческий щит с грунтопригрузом с полностью независимыми правами интеллектуальной собственности «Совершенный».

«Совершенный» проходческий щит с грунтопригрузом в метро – это первый полностью самостоятельно разработанный отечественный щит, разработанный Шанхайская туннельная компания на основе государственного плана«863» десятой пятилетки, который разработан независимо, имеет независимые права интеллектуальной собственности и относится к «Национальной передовой технологии роботов в области производства и автоматизации 863». Это шедевр научных и технологических инноваций в китайском подземном туннельном оборудовании. Внешний диаметр щита составляет 6.34 м, максимальная общая тяга – 35 200 кН, скорость движения – 6 см/мин.

Принцип его проектирования – стремление к высокой надежности, применимости, ремонтопригодности и долгому сроку службы. Благодаря кропотливым техническим исследованиям были внесены технические новшества в следующие шесть систем:

(1) Система привода резцовой головки: в основных компонентах используются самые передовые в мире вспомогательные компоненты для обеспечения надежности и стабильности работы щитовой проходческой машины, срок службы которой составляет более 10 000 часов.

(2) Движительная система: уникальная конструкция движительной структуры гидравлического цилиндра, улучшает силовое состояние тюбинга, которое может быть реализовано в соответствии с условиями строительства, зональное управление, бесступенчатое регулирование скорости повышает эффективность работы.

(3) Система сборки: самостоятельно разработанная машина для сборки с дистанционным управлением для повышения интенсивности работы операторов.

(4) Синхронная система управления цементированием: самостоятельно разработанный шламовый насос плунжерного типа, полученная система управления цементированием достигает технического уровня международных аналогичных продуктов.

(5) Система уплотнения хвостовой части щита: самостоятельно разработанное устройство уплотнения хвостовой части щита и распределитель смазки, выбран высококачественный насос для смазочных масел хвостовой части щита, производительность уплотнения хвостовой части щита достигла первоклассного международного уровня.

(6) Автоматическая система управления: самая передовая технология ПЛК серии Q используется для разработки автоматической системы управления, которая имеет одну ведущую станцию и три ведомые станции.

Благодаря инновациям этих ключевых технологий, основные технические показатели оборудования достигли передового уровня аналогичных щитовых конструкций за рубежом, получено более 30 прав интеллектуальной собственности. В октябре 2004 года щит «Совершенный» был использован при строительстве туннеля на участке Губэй Роуд-парк Чжуншань второй линии Шанхайского метрополитена с западной стороны.

Первая выработка была завершена 28 июня 2005 года, установив рекорд по проходке 38.4 м в день (сама быстрая выработка составляла 31.2 м в день для импортных щитов) и 566.4 м в месяц (531 м в месяц для импортных щитов) для отечественных щитов метро, безопасно пересекая многие сооружения с высокими требованиями к защите, такие как надземная внутренняя кольцевая дорога, надземная линия легкорельсового транспорта первой очереди линии Жемчужной реки, защитный канал для людей и водопропускная труба для сточных вод.

В 2006 году было заказано 22 единицы проходческого щита, и данные щиты были применены при строительстве проектов метро в Шанхае, Чжэнчжоу, Ханчжоу, Нанкине и Ухане. В том же году проходческий щит был включен в серию «Национальный новый ключевой продукт» и «Шанхайский новый ключевой продукт», а также получил Первую премию национального научно-технического прогресса.

Исследования и разработки отечественного щита метро были высоко оценены руководителями всех уровней, что значительно ускорило процесс индустриализации китайского щита и реализовало первоначальную цель государственного плана «863» – блокировать иностранные бренды национальным брендом.

5) Исследование ключевой технологии строительства щитов в песчано-гравийных пластах

Основываясь на государственном плане «863», Китайская корпорация железнодорожных туннелей еще больше расширила сферу исследований на основе исследования ключевой технологии проходческого щита с грунтопригрузом для мягкого грунта в Шанхае, взяв в качестве проекта четвертую линию пекинского метрополитена совместно с Шанхайской туннельной компанией, Шанхайским исследовательским центром по проектированию и тестированию проходческих щитов, Чжэцзянским университетом и Лоянской компанией по разработке технологий для проведения исследований технологии рабочего органа фрезы, подходящего для сложных песчано-гравийных образований.

В результате испытаний с имитацией бурения была разработана режущая система с комбинированной фрезерной головкой с независимыми правами интеллектуальной собственности и устройство обнаружения абразивного износа, а также система дистанционного измерения и управления щитом в реальном времени для удовлетворения требований безопасного и эффективного строительства щита в сложных пластах с взаимодействием песчаного грунта, гальки и гравийной породы.

В декабре 2005 года проходческий щит с грунтопригрузом (рис. 1-45), разработанный Китайской железнодорожной корпорацией, был успешно использован в проекте «Линия № 4 Пекинского метрополитена, партия 19, на интервале Летний дворец – Юаньминъюань».

6) Технология ферментированного гидролиза и абсорбирования проходческого щита с гидропригрузом большого диаметра

Для того, чтобы сократить разрыв с международным уровнем разработки и технологии производства проходческого щита с гидропригрузом в июле 2005 года Министерство науки и технологий Китайской Народной Республики включило исследование проходческого щита с гидропригрузом в государственный план «863» и инициировало специальный проект по ферментированному гидролизу, абсорбции и проектированию проходческих щитов с гидропригрузом большого диаметра. Были получены следующие результаты:

(1) На основе зарубежной технологии ферментативного гидролиза и абсорбирования проходческого щита с гидропригрузом большого диаметра, опираясь на проект «Желтый переход» Центральной линии водовода Юг-Север I фазы, были проведены исследования по проектированию и производству системы проходки проходческого щита с гидропригрузом и тюбинга, была завершена разработка чертежей общего проекта проходческого щита с гидропригрузом диаметром 9 м, электрического управления, водно-шламовой системы и др. Инновации в водно–шламовой системе были заявлены на национальный патент на изобретение (заявка на патент № 200610025637.1).