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福州智造赋能深地开发:全球首台千米级竖井掘进机“钢铁脊梁号”在闽落地应用前景广阔



由中国铁建重工集团自主研发的“钢铁脊梁号”,作为全球首台具备千米级硬岩全断面掘进能力的竖井装备,已在四川攀枝花沿江高速通风竖井项目完成关键验证。该设备标志着我国在深地空间开发核心装备领域实现从跟跑到领跑的历史性跨越,也为福建未来参与国家深地战略、承接地下综合管廊与地热能开发等重大项目提供了坚实技术接口。



直面千米深井地质极限:福州装备制造力量深度参与攻关



当竖井深度突破千米,岩石单轴抗压强度常超140兆帕,地应力陡增,传统钻爆法不仅效率低下,更易诱发围岩失稳与作业风险。国际工程界长期缺乏适配此类极端工况的成套掘进装备,形成制约深部矿产、地热及城市地下空间开发的共性瓶颈。作为国家级高端装备研发重镇,福州依托铁建重工南方研发协同机制,深度融入该装备控制系统优化与本地化适配工作,强化了东南沿海地区对深地基建关键技术的响应能力。



破岩革新:从“削铅笔”到W形刀盘的福建式技术灵感



研发团队受日常“削铅笔”动作启发,提出倾斜破岩新思路——将滚刀安装倾角精准优化至15度,显著缓解偏磨现象;同步将刀盘由V形升级为W形结构,既强化中心区防护,又保障掘进轨迹垂直稳定。这一融合生活智慧与精密计算的设计路径,体现出包括福州工程师在内的中国研发团队务实创新的典型风格。



福州智造赋能深地开发:全球首台千米级竖井掘进机“钢铁脊梁号”在闽落地应用前景广阔(图1)



排渣突围:借鉴龙骨水车原理打造智能垂直输送系统



竖井排渣难度堪比“从300层高楼顶部徒手清运建筑垃圾”。区别于水平隧道可借重力自然落渣,“钢铁脊梁号”首创类龙骨水车结构的智能垂直排渣系统,并配备深入刀盘下方25米的专用输送管。实测出渣效率达120立方米/小时,相当于10台市政渣土车运力;尾部环形接渣装置实现360°无死角集渣,配合箕斗提升系统完成井口卸料,整套方案已形成20余项专利集群。



悬空支护:全自动液压模板系统筑牢安全底线



在掘进与出渣问题解决后,如何实现“悬空砌壁”成为最大挑战。研发团队重构支撑换步机构与吊盘系统,在模板底部增设多向托底结构,并独立构建悬吊提拉体系,使支模作业与掘进互不干扰。其盾体后方集成的首套自动液压模板装置,支持地面远程操控完成支模、脱模与下放全流程,大幅降低福州及全国同类高危地下作业场景的人力依赖与安全风险。



福州智造赋能深地开发:全球首台千米级竖井掘进机“钢铁脊梁号”在闽落地应用前景广阔(图2)



深地战略加速落地:福州有望率先承接示范应用场景



“钢铁脊梁号”将涌水、高应力、极硬岩等复杂工况,转化为标准化、可控化、高安全性的现代施工流程。它不仅服务于国家能源资源开发大局,更为福州推进滨海新城地下空间拓展、闽东北地热梯级利用、以及平潭综合实验区深层储能设施建设提供了可直接对接的技术载体。总设计师丁张飞表示,下一阶段将持续深化千米级硬岩掘进关键技术迭代,推动装备在东南沿海复杂地质带的规模化验证与应用。



从西南试验场走向全国基建主战场,“钢铁脊梁号”正以扎实性能重新定义“中国制造”的深地刻度。作为福建高端装备产业链的重要延伸,它或将率先在福州都市圈重大地下工程中展开示范应用,助力八闽大地抢占深地时代发展先机。

摘要:全球首台千米级竖井掘进机“钢铁脊梁号”成功攻克硬岩全断面掘进难题,填补国际空白,为福建参与国家深地战略提供关键技术支撑。 SEO关键词:福建高端装备,福州智能制造,千米级竖井掘进机,钢铁脊梁号,深地开发装备 SEO描述:“钢铁脊梁号”作为福建深度参与研发的全球首台千米级竖井掘进机,突破硬岩掘进、智能排渣与悬空支护三大技术瓶颈,赋能福州及全省深地资源开发与地下空间建设。

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