在城市的地下深处,有一群默默无闻的英雄,他们驾驭着盾构机,在昏暗的隧道中穿行,为城市发展开拓出一条条交通命脉。作为他们之中的佼佼者——乔晓亮,用十五年的专注与执着,书写着盾构机再制造领域的崭新篇章,助推盾构机实现中国“智”造。
工作中的乔晓亮(陈磊 摄)
作为中铁十一局城轨公司盾构分公司总机械师,乔晓亮钻研制造技术,参与完成盾构机再制造140余台套,使老旧设备资源得到再利用,拥有国家专利技术30余项,参与省部级科研课题和研发计划3项,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。
结缘盾构,专注攻克“疑难杂症”
2009年7月,大学毕业的乔晓亮成为中铁十一局城轨公司的一员,从踏入工作岗位的那一刻起,他便与盾构机结下了不解之缘。盾构机,这台由5万个精密零部件构成、重达几百吨的巨型机械,融合了机械、电子、液压和光学等多种先进技术,单台售价高达数千万甚至数亿人民币。然而,这样高昂的投资却通常只能掘进10公里便达到使用寿命。面对国内1000余台即将进入大修或报废阶段的盾构机,如何进行再制造,成为了行业亟待解决的难题。
乔晓亮检修盾构机电气线路(陈磊 摄)
乔晓亮凭借着对机械原理的深刻理解和对技术的热爱,在这片领域中开始了他漫长而艰辛的探索之旅。他白天深入施工现场,跟随厂家学习调试技术;夜晚,则埋头钻研图纸和程序,反复推敲每一个细节。在那些充满挑战的日子里,他从未被挫折击退,经过无数次的反复试验和失败,他逐渐掌握了盾构机的核心技术,练就了一身“望闻问切”的绝活。哪台盾构机是什么“性格脾气”,有着怎样的“新旧顽疾”,只需经过他的勘验,维修改造方案便了然于胸。
针对盾构机关键部件的状态、维修再制造工艺标准及整机工程应用等研究内容,他带领团队采用盾构关键部件动态勘验及检验检测、再制造盾构机现场掘进试验等手段和方法进行研究,逐步建立了再制造部件的性能评估体系和全过程工艺标准,形成盾构再制造关键技术。
攻克难关,突破盾构再制造技术
地铁施工的盾构机结构复杂,成本高昂,简单地换一个部件便是几十、几百万,如何“对症下药”是再制造的关键一步,乔晓亮依据现有的技术标准开发了油缸耐压检测、传感器检测、轮轴拆卸等20余种工装,确保机器细致全面的“诊疗”,以保证每一个零部件都能正常使用,改造效率较以往提升30%以上。并可根据实际的施工需求,自主设计刀盘以及各项核心部件,对盾构机进行定制化改造,不仅减少了设备闲置带来的损失,也使再制造的设备“一次成优”。
乔晓亮团队参与完成再制造的盾构机(陈磊 摄)
由于盾构施工隧道尺寸不一,当现有盾构机直径与施工需求不匹配的情况时,重新购置新设备往往成为首选。乔晓亮和他的团队攻克盾构改扩径难题,对核心部件进行再制造,针对驱动系统和封闭系统等核心部件重新调整布局,确保机器整体的稳定性和效率。他优化了刀盘工艺,根据地层特点和施工大数据进行对比评估,重新对刀具轨迹线、刀高、开口率等参数进行优化,调整大小、刀具布置、切削角度等,使之完美匹配新的盾体直径,应用于重庆轨道交通15号线二期项目的再制造盾构机,掘进速度较之前提升了20%,项目比预计工期提前完成25天,为公司节省了超过380万元成本。目前,通过自主扩缩径盾构机技术改造的盾构机,已成功应用于北京、广州、武汉、太原、重庆等10余个城市,获得各方好评。
盾构机PLC控制系统,犹如盾构机的“大脑”,所有的控制指令均需要依靠系统执行。在武汉地铁十二号线,选用的盾构机各项参数和指标均满足施工要求,但原机系统用的是日本三菱系统程序,程序被厂家加密,调试和故障处理受制于人。为了摆脱国外厂家的制约,乔晓亮采用当前主流的西门子PLC控制器和传感器,对硬件配置、软件编写、调试修改以及安全性进行了全方位改进,形成了数字化、网络化和智能化的三元融合的上位机系统。不仅实现了设备状态的实时检测和在线健康诊断,还能够适应不同品牌的盾构机,成功突破了技术壁垒,推动了盾构系统“国产化”。经过500小时的运行数据对比分析,自主设计的plc系统比原机系统运行稳定性提升30%,降低了设备的故障率。
匠心独具,书写精彩盾构人生
他牵头创立的盾构创新工作室,被北京盾构工程协会授牌,成为公司盾构科技创新、技术攻关的重要平台。先后荣获全国首届“盾构工匠”“荆楚工匠”“中铁十一局工匠”、第二届“鄂有绝活”智能建造类“最佳绝活奖”等荣誉。
目前,乔晓亮和他的团队在盾构装备设计、维修、再制造等领域已实现多项技术突破,先后完成6—12米级盾构机维修再制造140余台套,实现刀盘、盾构改扩径的自主设计制造,改良20余项工装成功应用于盾构再制造,拥有国家专利、工法技术30余项,参编《中国盾构工程科技新进展》,参编《全断面隧道掘进机土压平衡-泥水平衡双模式掘进机》国标,《全断面隧道掘进机再制造-检测与评估》《全断面隧道掘进机再制造-刀盘》等多部团体标准,先后参与省部级科研课题和研发计划3项,1项再制造课题入选国家工信部2022年大数据产业发展试点示范项目,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。
在平凡的工作岗位上,乔晓亮凭着对专业的执着、对工作的热爱,不惧困难、敢于争先,出色地完成各项盾构设备维修、改造、研发任务。他只是一名扎根在盾构产业很平凡的一名盾构人,却坚持用理论充实自己,以“逢山凿路、遇水架桥”的铁道兵精神,努力在盾构施工及再制造领域创造出新的业绩,用实际行动推动着技术优化和创新,用热血与青春描绘出拼搏奋斗的精彩画卷!