成本降低75%的盾构机隧洞是能源革命加杠杆利器

文摘   科技   2024-11-02 00:36   广东  
盾构机是中国的大国利器,中国占据全球盾构机的大部分市场份额,未来中国低成本的盾构机还能成为能源革命加杠杆利器,成为调水发电、抽水蓄能的大规模普及利器,未来这两项发电量将超过核电,前景也超过核聚变发电总量

看一下盾构机的基本工作原理动图。
图1,盾构机刀盘
图2,盾构机刀盘润滑
图3,盾构机刀盘前进

图4,拼装内衬预装管片
图5,管壁外注浆固化
图6,输送刀盘挖到的土、岩石等等
图7,将刀盘挖到的土、岩石输送出隧道。
图8,建成的地铁隧道。
根据全球能源增长200倍、低成本盾构机是关键分析,如何实现低成本隧洞调水到干旱地区,调水发电是人类打破能源利用总量的天花板加杠杆操作。




马斯克对外宣称实现城市轨道交通隧道挖掘成本降低99%实际是欺骗式宣传,比如马斯克对外宣称特斯拉自动驾驶如何厉害,但特斯拉自动驾驶相关致死人数全球累计已经超过400人。

2017年2月,马斯克在SpaceX的停车场挖了一条“demo地道”;2017年8月,无聊公司获准在洛杉矶挖掘一条2英里长的试验隧道;2018年11月18日,洛杉矶第一条示范隧道惊艳亮相。    

而这条隧道仅仅花了1000万美元(不含TBM购买成本)

高度自动化TBM是节省施工成本的关键。还可以提高安全性、施工效率。

隧道自动操作的手柄,有种操作游戏机感觉。

如果将引江补汉工程隧洞建设作为一个典型例子分析。

根据工程参数隧洞直径10米,全长194.8公里,平均引江水量为39亿立方米。静态总投资约600亿。每公里投资3亿,吨水投资15元。收费年限47年,每吨水计入调水费1.03元。(数据来自环评)。

如果,按此工程参数,隧洞成本降低到原来50%~25%。

那么吨水调水水费将降低到0.5~0.25元。

如果,隧洞能够按照常年最大设计流量通水,年调水量达68亿立方米以上。收费年限降低25年以内。

所以,低成本的隧洞技术,将能够实现调水商业化采用PPP公用事业建设模式交给建设公司建设,收费25年后移交,之后不再调水费,用水免费。

关键问题:如何实现低成本挖掘调水隧洞?

埋深和隧洞的直径大小是对建设成本影响最大的因素,引江补汉工程最大埋深1182米,超过600米的洞段占45% 。在调水设计时选择埋深低于150米,有望降低一半的成本。

如上图,通天河到柴达木盆地隧洞走向就是走最小埋深的线路。

调水隧洞的直径通常在10~20米直径,10米按引江补汉水流条件可调水量最大68亿立方米以上,20米直径可以超过280亿立方米以上。

在整线埋深不超过120米的调水隧洞,是可以实现20米调水隧洞直径。

实现调水隧洞低成本的另外一个措施是改进挖掘技术。实现零渣土运输。

通水后,利用水流冲走隧洞内的渣土。

实现低成本调水隧洞挖掘的技术创新。

用两米直径的挖掘机,挖直径10~20米的隧洞,还能实现零渣土运输。

具体施工过程详见微信公众号大国科技学苑的文章。

大国科技学苑
仰望苍穹、浪漫星空、思考人生、求证真理。 智慧存于心,善美见于行,美好常相伴,所遇皆所求。
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