团队介绍
慕尼黑工业大学的TUM Boring团队由几十名不同专业的学生组成。依靠筹集资金,寻找赞助公司提供免费零部件,该团队设计和制造了自己的掘进设备,先后三次赢得大赛冠军,还在今年打破了该比赛的掘进距离纪录。
设计制造设备
现场团队照片
与多数参赛队伍不同,TUM Boring团队选择了顶管法高效完成了隧道掘进。团队经理Felix Blanke将胜利归功于比赛前在慕尼黑进行的全面测试。
慕尼黑工业大学的 TUM Boring 团队经理 Felix Blanke
学生团队在慕尼黑测试机器
团队创新
团队创新:
大胆地采用创新设计与方案是TUM Boring团队取得胜利的关键。在2025年的比赛中,他们创新使用了螺旋地钉来固定顶进装置,而非传统的混凝土块和反力架。
经理Felix Blanke说:“我们与制造商进行了大量测试,以确定一颗地钉可以吸收多大的力,以及为了安全起见需要吸收多大的力。”
最终方案下,集装箱两侧各七个螺旋地钉,以45°角拧入并通过钢架连接到框架上。为了达到所需的负载能力,地钉可以打入地下5米深度。
测试螺丝固定系统
TUM Boring团队的创新还包括夹持式顶进系统。与传统的顶管系统从后方推进管节不同,TUM Boring的顶进系统是从外侧部抓住管节并将其向前推,而不是推管节的后端。
“传统顶管方式的一大缺点是,拉回顶进框架时,回撤时间很长,在这段时间内无法推进隧道。我们的做法是从外部而不是从后方抓住并推进管节,这样我们就能像虫子一样快速且持续推进。”Felix Blanke说。
夹持式顶进系统配合螺纹地钉固定的设计,使得设备还具备了倒挡功能(螺丝固定的结构可以吸收两个方向上的力)。
TUM Boring的最新设备
勇于改变也是TUM Boring团队的特点。第一次参加大赛时,团队采用了独特的左轮式管节存储系统;然而在2025年的比赛中,他们完全放弃了这个系统。
“左轮式”管节存储
经理表示,左轮式管节存储系统其实运行良好,但该系统的缺点是当内部的4根管节全部用完后,需要完全停止顶进,对“左轮”进行装填。团队最终使用了更简单、但更高效的解决方案,将管节送入集装箱,并在集装箱内部连接。
设备内景
尽管TUM Boring的这台设备尚未实现工业化应用,但经理Felix Blanke认为他们的设备能够为隧道行业提供概念参考,希望他们的方案能够推动隧道掘进技术的发展。
经验和收获:
“我们的机器本可以掘进更远,但我们遭遇了坚硬地层,刀盘因扭矩不足出现了卡机,” Felix Blanke说。地层的实际硬度比地质报告中更高,虽然设备依靠倒档功能成功脱困,但还是让他们损失了大量时间。
现场安装设备
“就技术而言,我们吸取的教训是增加刀盘的扭矩;更重要的是,不要盲目信任地质报告,要进行更多实地测试。” Felix Blanke称。
这次比赛也给TUM Boring团队内那些尚在学府之中的年轻工程师们提供了良好的实践机会,让他们有机会把学到的知识运用到工作中。他们经历了整个开发周期,从提出概念、成本效益分析、到进行机器的3D CAD设计,再到制造、与不同的部件制造商进行合作组装和测试。
TUM Boring团队正在进行焊接作业
这一过程中,团队也感受到了一定的压力。因为时间紧迫,且资源有限,所有的设备价格对于团队来说都很昂贵,这使得整个团队只有一次机会,机器也只能在设计阶段进行优化;一旦开始制造,就必须设法让它运转起来。
处理PLC系统
由于TUM Boring本质上只是学生组织,所以当有人毕业离开,团队就需要招募新学生补充团队。TUM Boring尚未确定是否会继续参加2026年的“隧道掘进竞速大赛”,将取决于是否能找到愿意牺牲空闲时间的优秀人才,以及是否能够筹措到足够的资金。