我國自主研制的“彩云號”硬巖掘進機在高黎貢山隧道成功應(yīng)用
文章來源：新聞中心 發(fā)布時間：2018-04-24
“云南十八怪，火車沒有汽車快，不通國內(nèi)通國外。”這句曾廣為流傳的民謠將真正成為歷史。4月21日，與“殲20”“C919”共同當選央企十大國之重器的“彩云號”TBM（硬巖掘進機）在云南大瑞鐵路高黎貢山隧道成功穿越第一個地層交接涌水帶，掘進里程突破500米，單日掘進最高達到32.14米，這標志著我國自主研制的最大直徑TBM在鐵路隧道首次成功應(yīng)用，意味著高黎貢山隧道這座中國第一鐵路長隧正穩(wěn)步邁向穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)階段。
硬巖掘進機“彩云號”在隧洞內(nèi)
“彩云號”TBM是中鐵高新工業(yè)股份有限公司旗下中鐵裝備聯(lián)合中國中鐵隧道局集團、中國水利水電十四局集團及石家莊鐵道大學(xué)為大瑞鐵路高黎貢山隧道量身打造的世界最先進的大直徑敞開式隧道硬巖掘進機。該設(shè)備于2017年8月1日在昆明中鐵電建總裝車間下線，整機長度約230米，重1900噸，刀盤開挖直徑達到9.03米，填補了國內(nèi)9米以上大直徑硬巖掘進機的空白。
地下工程“國家隊”挑戰(zhàn)“世界最難修鐵路”
高黎貢山隧道全長34.538千米，是中國第一鐵路長隧，隧道最大埋深達1155米，進口段穿越18種巖性、12條斷層；出口段穿越8種巖性、7條斷層，其中2條為活動斷層。作為國內(nèi)隧道及地下工程領(lǐng)域的“國家隊”，中國中鐵隧道局大膽探索在復(fù)雜地質(zhì)條件下采用TBM施工，其中出口正洞14千米采用2臺TBM施工，同時設(shè)1條斜井、2座豎井輔助施工。跟隨著現(xiàn)場工作人員乘坐一線工人平時上班的電車，顛簸中，進入一線工人施工作業(yè)現(xiàn)場，據(jù)了解，這條隧道具有“三高”（高地熱、高地應(yīng)力、高地震烈度）特性、堪稱鐵路建筑史上的“地質(zhì)博物館”，幾乎囊括了隧道施工的所有不良地質(zhì)和重大風險，被行業(yè)內(nèi)稱為“世界上最難修的鐵路”。
高黎貢山隧道
在隧道內(nèi)部施工現(xiàn)場，切身感受到“彩云號”TBM的“威力”，據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，“彩云號”工效是傳統(tǒng)鉆爆法施工的6至7倍，在滿足快速破巖的同時，還在強化輔助工法方面進行了諸多創(chuàng)新，如增設(shè)了大尺度擴挖設(shè)計、鋼筋排支護系統(tǒng)、前區(qū)即時噴混機械手系統(tǒng)、全周嵌藏式超前探測和超前注漿系統(tǒng)、在線實時超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)和通風制冷系統(tǒng)等，以應(yīng)對圍巖變形、斷層破碎帶和巖爆、突水突泥、高地熱等掘進中可能會遇到的風險。在施工過程中，面對最大超過每小時700立方米的涌水量，首先采用地質(zhì)探測儀，摸清前方地質(zhì)情況，必要的情況下先提前進行注漿加固和排水，再由“彩云號”進行掘進作業(yè)；同時通過調(diào)整掘進參數(shù)，減少對圍巖的擾動和坍塌，確保施工安全。
高新技術(shù)打造“地下工程施工航母”
高黎貢山隧道不僅建設(shè)難度大，對生態(tài)環(huán)境保護的要求也極高。高黎貢山國家級自然保護區(qū)被世界野生生物基金會評為全球最重要的自然保護區(qū)之一。如果通過鉆孔、裝藥、爆破的傳統(tǒng)鉆爆法開挖高黎貢山隧道，不僅施工風險系數(shù)高，而且洞內(nèi)噪音大，煙塵大，還將對保護區(qū)生態(tài)產(chǎn)生不可逆的負面影響。因此，TBM的應(yīng)運而生解決了這一難題，它是集機、電、液、氣、激光、傳導(dǎo)、測量、預(yù)報于一體，技術(shù)含量最高的工程裝備，被譽為“地下工程施工的航母”。中鐵裝備設(shè)研總院副院長、“彩云號”總設(shè)計師賀飛表示，“彩云號”在高黎貢山經(jīng)受住了斷層交接帶和涌水考驗，標志著我國在極端復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進機技術(shù)已達到世界領(lǐng)先水平。
目前，中鐵裝備的創(chuàng)新團隊繼續(xù)完善隧道掘進機產(chǎn)品體系，完全掌握了TBM整機機電液集成控制技術(shù)、TBM滾刀刀圈耐磨增韌技術(shù)，攻克了TBM復(fù)雜施工環(huán)境下不良地質(zhì)高精度成像與準確探測難題，構(gòu)建了國際首個TBM施工信息綜合服務(wù)云平臺，首次實現(xiàn)了TBM掌子面在掘巖體力學(xué)參數(shù)的精確實時感知。
搶占世界制高點 打造“全生命周期服務(wù)”
據(jù)中國中鐵隧道局大瑞鐵路項目經(jīng)理張建設(shè)介紹，在掘進里程突破500米后，“彩云號”運轉(zhuǎn)狀態(tài)良好，各項技術(shù)指標正常，已經(jīng)開始向新的目標發(fā)起沖擊。中鐵高新工業(yè)也表示，公司還在不斷創(chuàng)新產(chǎn)品技術(shù)和工程解決方案，加緊搶占世界制高點，未來，努力將中鐵裝備打造成為世界掘進機的研發(fā)制造中心。
目前中鐵裝備正在研發(fā)的超大直徑15米級TBM，已經(jīng)突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，將為我國隧道施工和地下空間開發(fā)提供更好的解決方案。
大瑞鐵路通車后，昆明到瑞麗的乘車時長將從超過12個小時縮短到6小時以內(nèi)。中國中鐵也將繼續(xù)深耕云南，致力于為云南基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供投資、設(shè)計、咨詢、施工、制造、服務(wù)的一站式解決方案，打造“全產(chǎn)業(yè)鏈”和“全生命周期服務(wù)”，重塑“南方絲綢之路”，為云南經(jīng)濟社會發(fā)展作出更大貢獻。（國務(wù)院國資委網(wǎng)站 張維）
【責任編輯：王莉】
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