(2) В Уханьском туннеле возле реки Янцзы были применены ферментативный гидролиз и абсорбирование рабочего органа проходческого щита с гидропригрузом диаметром 38 м и в соответствии с конкретными геологическими условиями проекта «Желтого перехода» Центральной линии водовода Юг-Север I фазы, были проведены исследования ключевых технологий, таких как структурная конструкция грязе- и водозащитного отвала, система обнаружения предельного износа отвала и уплотнение главного привода, также был завершен проект 9-метрового грязе- и водозащитного отвала, и был достигнут прогресс в оптимизации проекта.

(3) Испытательная платформа для моделирования системы управления щитом диаметром 5 м (рис. 1-46) была разработана с использованием независимых прав интеллектуальной собственности. На «Испытательный стенд системы управления щитом» была подана заявка на получение патента на национальное изобретение (заявка на патент № 200610160040.8). Успешная разработка испытательного стенда системы управления щитом заложила основу для разработки щита.

Рис. 1-45. Резцовая головка для гравийносложного пласта, разработанная Китайской железнодорожной корпорацией

Рис. 1-46. Испытательная платформа для моделирования системы управления щитом гидропригруза, разработанная Китайской железнодорожной корпорацией

7) Разработка и применение комбинированного проходческого щита с грунтопригрузом

Китайские разработчики и производители щитов давно мечтали о создании комбинированного щита, способного одновременно бурить в различных геологических условиях, таких как мягкий грунт, выветрившаяся порода, твердые и мягкие пласты, песок и галечные пласты. 26 апреля 2008 года, опираясь на государственный план «863», Китайская корпорация железнодорожных туннелей (предшественник Китайской компании по железнодорожному инженерному оборудованию) возглавила разработку комбинированного щита – «Китайская железная дорога № 1» (рис. 1-47), который был разработан при участии Чжэцзянского университета, Хуачжунского университета науки и технологии и Тяньцзиньского университета (рис. 1-48), успешно реализовал мечту совершить исторический скачок от «создания китайского собственного щита» к «созданию лучшего щита в Китае», став первым в Китае композитным щитом с независимыми правами интеллектуальной собственности.

Диаметр щита составляет 6.4 м, максимальная скорость движения – 80 мм/мин, максимальная сила тяги – 32 000 кН, тяга гидроцилиндра – 989 кН, общая тяга – 31 650 кН, мощность фрезы 630 кВт, крутящий момент 4377 кН·м, момент отрыва 5225 кН·м. Данный щит совершил прорыв в разработке адаптивности инструмента, технологии управления распределенной системой ввода/ вывода, технологии системы улучшения шлака и других ключевых технологий, таких как технология проектирования и интеграции комбинированного щита, технология проектирования тюбинга с шестью степенями свободы, технология проектирования оптимизации структуры винтового конвейера, технология проектирования системы безопасности с давлением в кабине, технология проектирования композитной системы улучшения шлака и т.д. и выиграл три национальных патента на изобретение и восемь патентов на полезную модель, 3 национальных патента на изобретение, 8 патентов на полезную модель, а также авторское право на программное обеспечение.

«Китайская железная дорога № 1» была успешно использована для прокладки щитового туннеля между станциями Инкоу и Хэпин третьей линии Тяньцзиньского метрополитена (рис. 1-49), беспрепятственно пересекая сложный и оживленный городской район со множеством старых достопримечательностей, таких как старая резиденция Чжан Сюэляна, «Дом фарфора», старая резиденция Фань Жучжая, Главное телеграфное бюро Тяньцзиня, резиденция Ляонин, компания по производству мелкой соли, здание Бохай и т. д. Максимальная скорость проходки достигала 18 м/сутки во время строительства.

Рис. 1-47. Церемония доставки щита «Китайская железная дорога № 1»

Рис. 1-48. Запуск щита «Китайская железная дорога № 1»

18 июля 2009 года эксперты, организованные Департаментом науки и техники провинции Хэнань, провели оценку результатов работ и пришли к следующему выводу: «Результаты достигли международного передового уровня и международного ведущего уровня в развитии комбинированной дисковой фрезы и технологии синхронного впрыска охлаждающей жидкости и проект имеет большие экономические, социальные и экологические преимущества». Разработка «Китайская железная дорога № 1» заполнила пробел в области комбинированного щита в Китае, нарушив монополию иностранных технологий, открыв новую главу независимых исследований и разработок, проектирования, производства и применения китайского щита в строительстве, сделав первый решающий шаг к индустриализации щита в Китае и заложив основу для реализации программы «Сделано в Китае» и китайской мечты о великой державе. В 2011 году это достижение было отмечено Первой премией научно-технического прогресса в провинции Хэнань.

8) Разработка и применение проходческого щита с гидропригрузом большого диаметра

26 декабря 2008 года большой щит с гидроприрузом диаметром 11.22 м (рис. 1-50) был установлен на месте строительства туннеля Шанхайской дороги Дапу, дополнительного проекта к Всемирной выставке, что ознаменовало еще один солидный шаг в индустриализации проходческих щитов с гидропригрузом и очередной прорыв в технологии проектирования и производства в Шанхае. Это знаменует собой еще один солидный шаг в индустриализации отечественных щитов и является очередным прорывом в области дизайна и технологии производства щитов для шанхайского туннеля после массового производства щита «Совершенный» с полным независимым правом интеллектуальной собственности.

Рис. 1-49. Завершена третья линия метро Инхэ в Тяньцзине в рамках проекта «Китайская железная дорога № 1»

Рис. 1-50. Завершение изготовления проходческого щита с гидроприрузом большого диаметра

Проходческий щит с гидропригрузом – это специальная машина и оборудование, используемое при прокладке подземных туннелей, которое использует теорию водно-шламового баланса для контроля баланса между давлением грунта в забое котлована и давлением воды и глинистой воды в камере щита, объединяя механику, электричество, гидравлику и управление.

В августе 2007 года Министерство науки и техники Китайской Народной Республики учредило проект по разработке ключевых технологий и прототипов для крупномасштабных проходческих щитов с гидропригрузом в рамках государственного плана «863» 11-й пятилетки. Используя опыт, полученный от щита «Совершенный», Шанхайская туннельная компания совместно с Чжэцзянским университетом и Китайской корпорацией железнодорожных туннелей успешно разработала сбалансированный проходческий щит с гидропригрузом большого диаметра с полным независимым правом интеллектуальной собственности.

Щит совершил значительный прорыв в основных технологиях, таких как синхронная система цементирования, машина для сборки тюбинга, система подачи воды и глинистой воды, электрическая система управления, а также добавил эргономичный дизайн, что делает щит более надежным, долговечным, стабильным и простым в эксплуатации, а также имеет хорошие показатели стоимости и отличное постпродажное обслуживание. На практике колебания давления глинистой воды и воды успешно контролировались в пределах 0.01 МПа, что было лучше международного стандарта того времени, обеспечивая стабильность поверхности котлована в процессе щитовой проходки и удовлетворяя особым требованиям по защите окружающей среды.