长桌右侧,铁道部的五位代表停止交谈。
机械破岩和姿态控制的可行性逻辑成立,但工程施工不仅涉及机械设备。
一台超级盾构机在地下运行,需要庞大的辅助系统维持其生命力。
刘川解开衬衫顶端的纽扣,他负责蜀省交通规划,翻阅过无数卷宗。
二十年前修建成昆铁路时付出的代价,记录在交通厅的档案库里。
“韩栋同志。”刘川双手交叉压在桌面上。
“机械上的事情,你们懂。但我负责整个省的施工协调,我必须提出一个工程生存问题。”
刘川直视韩栋的眼睛。
“龙门山断裂带不仅有硬岩,大巴山区存在海量的瓦斯富集区和地热资源。
这台盾构机的开挖直径超过十二米,按照你们规划的日进尺三十米速度,掘进产生的岩石粉尘量是一个天文数字。”
刘川拿起签字笔,在纸上写下几个数字,推向长桌中央。
“单洞长度二十公里,这意味着当盾构机掘进到十公里深处时,它距离洞口有整整一万米的距离,这是一个极度封闭的圆筒。”
“上百名工人,加上盾构机液压泵站产生的巨大热量,还有地下渗出的有毒有害气体。
在十公里深处的掌子面,温度会飙升到四十摄氏度以上,空气中的氧气浓度会降到生存极限以下。”
梁伯韬看着那张写有数字的纸张,点头赞同刘川的观点。
“刘厅长提出的是土木工程的物理死穴。”梁伯韬看向韩栋。
“传统的隧道施工,利用洞外的主机向洞内压送新鲜空气,风管直径通常为一点五米到两米。
但在十公里的距离下,空气在管道内摩擦产生的沿程阻力极其巨大。
无论洞外安装多大功率的传统风机,到达掌子面时,风量都会衰减百分之九十。”
梁伯韬给出结论。
“工人会缺氧窒息,粉尘排不出去会导致矽肺病,瓦斯一旦超标遇到机械火花,整条隧道会发生连锁爆炸。
这就是为什么目前的超长隧道必须从山顶向下打竖井,利用竖井辅助通风。
但在秦岭主脉,山体覆盖厚度达到一千五百米,打竖井根本不具备操作条件。”
铁道部的专家们等待韩栋的回应。
设备再先进,如果人无法在里面生存,工程就无法推进。
韩栋看着刘川写下的数字,表情没有发生任何波动。
“各位领导。”韩栋开口。
“传统方案无法解决,因为传统方案建立在低电压、低效率的内燃设备基础上。”
韩栋转头看向陆先进。
陆先进从公文包里取出一份蓝皮的技术说明书,递给对面的铁道部代表。
“工程现场将全面取缔柴油机车和内燃设备。”韩栋陈述第一项决定。
“所有出渣机、物料运输车,全部采用纯电力驱动,从源头切断一氧化碳和内燃机废热的排放。”
“纯电驱动?”陈万山翻开说明书。
“洞内用电负荷极大,一万米的距离,低压电缆的电压降会让所有电机无法启动,要铺设多粗的铜电缆才能维持供电?”
韩栋手指点在桌面。
“不用低压传输,直接移植青岛港起重机改造项目的成熟供电方案。”韩栋给出技术路径。
“从洞口外部署大型变电站,将二十五千伏的高压电直接引入隧道内部。
高压输电彻底解决远距离线损问题。”
韩栋在白板上画出一条线路。
“接触网挂在隧道顶部,随着盾构机同步向前延伸。
在盾构机的后配套台车上,安装一台由启航特种电气制造的干式移动变压器。
将二十五千伏高压原地降解为盾构机刀盘电机所需的一万伏高压,以及辅助设备需要的三百八十伏低压。”
梁伯韬立刻指出风险点。
“二十五千伏高压直接进洞,如果在瓦斯地层产生电弧,那就是点火源。设备的防爆等级如何解决?”
“全封闭防爆处理,并加入主动抑制系统。”陆先进做出解答。
“移动变压器采用环氧树脂真空浇注,不使用变压器油,杜绝可燃介质。
所有高低压开关柜采用气体绝缘,即便外部存在瓦斯,也无法接触到电弧。”
韩栋接过话语权,进入刘川关注的核心问题。
“解决供电后,通风问题就不再是阻碍。”韩栋拿过一支红笔。
“刚才梁总工提到传统风机的风压不足以穿透十公里管道,那是因为传统风机的叶片结构和驱动方式存在极限。”
韩栋在白板上写下2000kW。
“启航重工将为这个项目专门设计对旋式轴流风机,单台风机的装机功率达到两千千瓦。
采用两级叶轮反向旋转设计,极大提升送风压力。”
“两千千瓦的风机?”张泽民倒吸一口凉气。
“这种级别的电机直接启动,启动电流会瞬间把洞内的电网拉崩溃。
而且风量怎么控制?在不同掘进阶段,对风量的需求完全不同。
一直满负荷运行,不仅浪费电力,还会把通风管道直接吹爆。”
韩栋看向一直沉默的倪光楠。
倪光楠翻开面前的文件夹,展示出一块黑色方块的照片。
“这块就是深市基地生产的IGBT大功率开关模块。”倪光楠进行技术解构。
“不仅应用在盾构机的姿态调整上,同样应用在主风机的控制上,将引入高压大功率变频器。”
倪光楠看着张泽民。
“风机不再是接通电源就满负荷运转。
变频器通过IGBT模块斩波,实现风机的平滑软启动,启动电流控制在额定范围的一点二倍以内,不对电网造成任何冲击。”
倪光楠用笔在空中画出闭环线路。
“同时,在隧道沿线布置传感器网络,实时监测粉尘浓度、瓦斯含量和温度数据。
这些数据传输给总控室的启航工业操作系统。
系统根据实时环境数据,通过变频器无级调节风机的转速。”
倪光楠的语速平缓坚定。
“瓦斯浓度升高,风机转速自动拉升,增大排风量进行稀释,环境安全时,风机降低转速待机。
这不是普通的机械排风,而是一套拥有神经反馈的地下空气生态调节系统。”
刘川听着这套方案。
两千千瓦对旋风机、二十五千伏高压进洞、IGBT变频无级调节、环境感知。
这些技术名词叠加在一起,构建出一个完全超越目前施工规范的现代化图景。
传统的粗放式人海战术,在这里被极致的电子控制和重型机械所取代。
铁道部工程管理中心主任周建国,在旁听室听完了前两小时的论证,此时走入核心会场。
他负责所有铁路项目的工期考核。
周建国没有坐下,他站在陈万山身边,目光紧锁韩栋。
“韩栋同志,技术论证环节很精彩。”周建国直切要害。
“这套超前地质雷达、模块化刀盘、带有变频生态系统的辅助设备。
所有的设想都极度完美,但我必须询问时间。”
周建国拿出一份红头文件。
“时间表极其严苛,西南工业基地的产能急需释放,线路勘探已经进入尾声。
明年春天,各路施工局的队伍必须进场开工,第一批设备必须按时交付。”
周建国看着白板上的图纸。
“这种拥有诸多前沿技术的特种装备,从设计定型、材料测试、零部件加工到总装下线。
国外的海瑞克工厂给出的回复是,如果采用他们的定制方案,交货周期需要二十四个月。”
周建国加重语气。
“我们等不起两年,但研发一台重达两千多吨、包含上万个精密零件的全新超级盾构机,也绝对不是几个月能拼凑出来的玩具。”
所有的目光集中在韩栋身上。
提出先进技术是一回事,将其工程化并制造出来是另一回事。
机械制造具有不可违背的物理周期周期。
大型铸件需要时效处理消除内应力,动辄几个月。
控制系统需要长期的台架测试,修复代码漏洞。
韩栋走到长桌最前方。
“六个月内,启航下线第一台工程试验样机。”
“九个月内,在真实工况场地完成一切测试数据收集,并开始批量交付。”
陈万山手中的钢笔停住,梁伯韬站直身体,周建国的眼中露出明显的质疑。
“韩栋同志,这不符合机械制造的常识。”梁伯韬立即反驳。
“单单是盾构机主轴承的加工,就需要重型锻造设备和几个月的精密磨削。
六个月出样机?
如果设备在深山里出现主轴承断裂,更换成本比造一台新机器还要大。”
韩栋保持姿态。
“梁总工,按照国外的串行研发模式,六个月确实不可能。
但启航实行的是基于工业操作系统的全要素并行制造。”
韩栋调出启航工业联盟的全国布点图,屏幕上数十个红点闪烁。
“启航深蓝区域的算力,已经在过去的几个月里,完成了所有控制逻辑的百万次物理引擎模拟。
如今不需要先造出一个木制模型进行风洞或受力测试,所有受力分析在数字孪生空间中已经完成。”
韩栋指向屏幕上东北方向的一个红点。
“今天下午,主轴承的图纸会转化为天工五轴机床能够识别的底层加工代码,直接发送给鞍钢的特种铸造车间。
辽省张德发带领的团队,会使用含有钇元素的稀土碳化硅材料,在三个月内交付一套拥有极高韧性的锻件主轴承。”
韩栋手指下移,指向南方。