楊傑也是跟毛冢手彥等數位盾構機和拼裝機方面的專家進行了交談。
霓虹國方面在盾構機方面的技術體系主要是來自於約翰牛巴特利特里工程師技術專利,當時的霓虹國企業都是借鑑了這些專利中的做法。
盾構機集光、機、電、液、傳感、信息技術於一體,具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能,涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術,而且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計製造,可靠性要求極高。
霓虹國國內三菱重工旗下的神戶造船所爲世界各地提供軟、硬土盾構掘進設備,從1939年製造霓虹國內第一臺手掘盾構機起,到2003年神戶造船所就一共製造了1608臺盾構機,其中包括土壓平衡、泥水平衡、雙圓、三圓等各種類型,數量和種類可謂世界第一,技術居國際之首。
石川島建機在這方面的技術實力就弱一些,基本上只生產直徑在六米的盾構機,擅長於風化岩石、混合土質、軟土、土壓平衡式和泥水式盾構機的製造,在全斷面隧道掘進機技術方面積累並不是太多。
既然華興集團公司想擺脫對霓虹國內產業鏈和技術專利,那麼在接下來研製產品的技術方向就必須要慎重考慮。
楊傑這些天也是徵詢過國內很多專家院士的意見,決定華興建機公司今後研發的方面集中在全斷面隧道掘進機產品上面。
其實盾構機與全斷面隧道掘進機都是一樣的,都是隧道全斷面掘進,但是兩者之間的的掘進,平衡,支護系統都不一樣。
全斷面隧道掘進機比盾構技術更先進,更復雜,適用的工程也不一樣。
不過隨着技術的不斷進步,許多硬巖全斷面隧道掘進機也採用盾構技術,所以學術界對此的稱呼也是很混亂的。
另外這種全斷面隧道掘進機也可以用在軟巖之類的工程環境,
楊傑也是決定在石川島建機的盾構機技術基礎上開發硬巖和軟巖兩種全斷面隧道掘進機。
硬巖全斷面隧道掘進機用在山嶺隧道或大型引水工程,軟巖全斷面隧道掘進機用在城市地鐵、城市地下管道等工程。
硬巖全斷面隧道掘進機代替傳統的鑽爆法,在相同的條件下,其掘進速度約爲常規鑽爆法的四倍到十倍之間,最快的時候每天能夠掘進150米,具有快速、優質、安全、經濟、有利於環境保護和勞動力保護等優點。
但是這種設備設計非常複雜,需要大量各方面的技術專家提供技術支持,研發成本非常高,挑戰難度非常大。
而且楊傑要求所有的設備由華興建機按照最高的標準統一設計,製造、測試及保用,更是將這個難度拔高了一個難度。
毛冢手彥等人聽到楊傑的要求後都是面露難色。
“毛冢先生,你有什麼想說的?”
“楊先生,您的要求難度實在是太大了,存在這個非常大的風險,萬一……”
“就算是這件事難度再大我們也要去進行研發,總公司方面會全力地幫助你們在這方面的技術研發,你們只管安心地工作,有什麼需要可以直接向我提。”
楊傑開口說道:“我的要求就是研製出來的設備要高性能高可靠性和高使用壽命,維護保養要容易方便,最大程度地降低客戶的使用成本。”
“剛纔徐光先生提到了高壓水高壓水力耦合破巖技術的想法是對傳統破巖理念革命性的創新,這方面的技術研發一定要儘快地運用在新設備上面。”
楊傑此時對着這位之前在石川島建機工作的徐光說道,他出國後在石川島建機工作了多年,也是盾構機技術部門的骨幹。
“謝謝楊先生的,我接下來會加緊這方面研發的。”
徐光高興地說道。
“剛纔毛冢先生提到全斷面隧道掘進機需要的地質預報和超前探水系統的研製我會尋找這方面的技術專家進行研發,爭取在設備在實驗階段將這兩套系統樣機給研製出來。”
圍巖富水帶是隧道超前預報最關注的問題,目前多使用電磁方法來預報圍巖的含水性,但是場地條件受限,會碰到掌子麪條件、金屬機具干擾、三維波場定位等諸多困難。
特別是掌子面前方100米範圍內圍巖的含水性預報在國內外都是一個新的高難課題。
在之前徵詢國內院士專家們的意見時其中一位專家就提到了這個問題。
作爲一個通信技術方面的科學家,楊傑自然是想到了複頻電導探水技術來,其實這個技術的原理是基於電磁波反射與相干原理,採用特定的電磁波頻率用電偶極子發射與陣列接收方式來進行成像,依據1/4相干波長確定含水體的位置和相干能量確定含水量的大小。
這方面華興集團公司自己本身就是有着世界頂尖的技術團隊,研發這套系統對於公司來說並不是什麼不可逾越的難度。
盾構機隧道的地質超前預報非常重要,若遇到不良地質體,不及時進行掘進參數的調整和變更很容易受困,形成卡機、姿態失控等事故,甚至是報廢。
但盾構機隧道不同於普通鑽爆式隧道,盾構機上有很多精密儀器、儀表,不適合使用炸藥作爲震源來進行勘探的預報方式,另外盾構機盾頭部分完全覆蓋掌子面,不適合需要佔用掌子面來進行預報的勘探方式。
其實國內中鐵西南科學研究院地質預報中心在上個世紀八十年代在大瑤山隧道、天馬山隧道修建過程中開展地質聲學法隧道地質超前預報技術研究,積累了大量的技術專利。
華興集團公司已經向這個研究中心購買了很多的技術專利和資料,其中隧道超前預報技術是國內外唯一的實現了地下三維波場識別與分離的超前預報技術,國內在這方面的技術並不比國外落後。
隧道超前預報技術是建立在逆散射成像原理基礎上的超前預報技術,與傳統的反射地震技術相比具有更高的分辨率。同時運用了地震波的運動學和動力學信息,不但可精確確定地質構造的位置,同時獲得圍巖力學性狀的空間變化。
尤其是國內開創性地利用硬巖全斷面隧道掘進機刀具切割岩石激發的信號作爲激發信號,自己開發了一套隧洞圍巖分級修正模型軟件,非常具有創新性。
華興集團公司這次也是引進了這套技術專利和軟件。
霓虹國和其他國家在這方面採用了隧道地質超前預報系統匹配電火花震源進行斷層帶、巖性接觸帶、軟弱夾層、溶洞、採空區,坍塌、冒頂、突泥、巖爆、瓦斯等地質災害的預報技術。
石川島建機在這方面基本上都是使用了三菱旗下的神戶造船所設計開發的系統。
華興集團公司這次將石川島建機給收購後所有的設計全部要自己來,自然很多的子系統要用上國內很多已經成熟的技術專利。