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文|硬核知识观

编辑|沐沐

序

央视新闻说全球首款重载全自动盾构机换刀机器人投入海底隧道使用了。

新闻就一句话带过，可这句话背后的事，央视没说透——海底盾构机换刀到底有多麻烦？

海底换刀，到底有多麻烦

盾构机这大家伙，干的就是跟海底岩石层较劲的活。

运气好碰上软土层，四五百米甚至一千米才需要换一次刀；可要是碰上岩石层或者软硬交错的地层，可能挖个一百多米就得换。

更麻烦的是，海底隧道大约有一半是岩石层。

跟陆地上不一样，深海盾构机为了安全，舱内必须维持跟外面海水一样高的压力，不然作业面一塌、海水一灌，整个工程就完了。

水下六十米，开挖舱压力就有七个大气压。

现在海底隧道普遍在七十米以下，舱内压力基本在八到十个大气压左右。

受过严格训练的潜水员在水下三十米待久了都可能出现氮麻醉，跟喝醉了似的。

所以在深海换一次刀，人得分几组进去——换一次大概两个小时，可每组人只能干二十到四十分钟，出来还得花几个小时减压。

高风险、高成本、低效率，说的就是这事。

信息来源：周口融媒体

从六十万一次，到六年磨一剑

早些年盾构机全靠进口，换刀得请外国工程师来。

2008年之前，请一次就是六十万。

那可是2008年之前的六十万。

后来中国人自己想办法，搞出了常压换刀——把刀盘做成能伸缩的，后面装个跟外界隔开的常压室，换刀时把刀具缩回来，工人在常压下操作。

这法子好是好，但有局限：一是地质得稳定，二是只能换部分刀具，边缘那些关键的滚刀还是换不了。

那怎么办？让人干不行，让机器干行不行？

2020年，中铁十四局组了个攻关团队。

当时全球范围内，盾构换刀机器人连一个成熟的工程案例都没有。

整整干了六年。

六年之后，全球首款也是唯一一款重载全自动智能换刀机器人，出来了。

机器人来了，人不用进去了

这机器人有十一个独立活动关节，负载五百公斤。

十米到十八米的超大直径盾构机刀盘，它都能覆盖。

各类刀具都能换。

它身上装了3D红外机器视觉系统，舱里再暗再潮、泥浆再多，也能快速扫描每把刀的位置和磨损情况，定位精度一毫米以内。

还有个数字孪生智慧管控系统，自动规划最优的换刀顺序和路径。

换一把滚刀，二十五到四十分钟。

效率提升了百分之五十以上。

最关键的是——全程舱里不用进人。

整机软硬件百分之百国产化，已经申报了三十多项专利、七项软件著作权。

中国工程院院士钱七虎说，这东西在安全、效率、成本上都见了成效。

结语

这台机器人在世界最长海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道——完成了首次大规模海底换刀作业。

此次换刀作业历时七十五天，建设团队先后在六处海平面下六十四米的海底施工，累计完成三百一十三次带压开舱作业，九百三十六人次安全进出舱，顺利更换各类刀具六十七把。

本来国产盾构机就已经称霸全球市场了。

有了这个换刀机器人，那真是如虎添翼。

从六十万请一次外国工程师，到六年磨一剑搞出自己的机器人，这条路走得不容易，但走出来了。

信息来源：同花顺