地下工程裝備攻關(guān)取得新突破

全球首臺(tái)大坡度螺旋隧道掘進(jìn)機(jī)長(zhǎng)沙下線

由我國(guó)自主研發(fā)的全球首臺(tái)大坡度螺旋隧道掘進(jìn)機(jī)“北山1號(hào)”，9月4日在中國(guó)鐵建重工集團(tuán)長(zhǎng)沙第二產(chǎn)業(yè)園下線。該掘進(jìn)機(jī)同時(shí)具備在大坡度和小轉(zhuǎn)彎條件下的螺旋掘進(jìn)能力，標(biāo)志著我國(guó)地下工程裝備的科技攻關(guān)取得新突破。

“北山1號(hào)”由中國(guó)鐵建重工集團(tuán)、中鐵十八局集團(tuán)聯(lián)合打造，將參與中國(guó)北山地下實(shí)驗(yàn)室斜坡道建設(shè)。斜坡道長(zhǎng)約7.2公里，由地表向下順時(shí)針螺旋式掘進(jìn)，綜合坡度為10%，相當(dāng)于隧道每向前開挖10米，高度下降1米。

“在這樣連續(xù)性大坡度、螺旋小轉(zhuǎn)彎隧道中，采用全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)施工，國(guó)際上尚無(wú)先例可循。”承建單位中鐵十八局北山地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)負(fù)責(zé)人許春獻(xiàn)介紹。

“北山1號(hào)”開挖直徑7.03米，整機(jī)長(zhǎng)約100米，在掘進(jìn)機(jī)中屬于“中等身材”。中國(guó)鐵建重工集團(tuán)掘進(jìn)機(jī)研究設(shè)計(jì)院工程師龍斌介紹，該掘進(jìn)機(jī)壓縮了結(jié)構(gòu)尺寸，有利于螺旋小轉(zhuǎn)彎的方向控制；配套的連續(xù)皮帶機(jī)也具有連續(xù)同向小轉(zhuǎn)彎的能力，保障了隧道出渣效率。

螺旋下降過(guò)程中，每一個(gè)轉(zhuǎn)彎角度都要精準(zhǔn)。研制團(tuán)隊(duì)同步改進(jìn)了主機(jī)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，利用先進(jìn)的導(dǎo)向系統(tǒng)、方向控制預(yù)警系統(tǒng)和輔助駕駛自動(dòng)巡航系統(tǒng)，掘進(jìn)機(jī)的水平轉(zhuǎn)彎半徑擴(kuò)展到200米、豎向曲線半徑達(dá)380米，在大傾角隧道施工中實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)彎、連續(xù)下坡。

北山地下實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家重點(diǎn)工程，工程地質(zhì)以微風(fēng)化花崗巖為主，巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度超過(guò)260兆帕，屬于施工難度大的極硬巖地質(zhì)。

與極硬巖正面較量毫不“手軟”，“北山1號(hào)”如同一個(gè)“巨型電鉆”。據(jù)介紹，掘進(jìn)機(jī)刀盤采用新型結(jié)構(gòu)，刀盤與滾刀之間形成臨空面，讓極硬的花崗巖更容易剝落；結(jié)合高承載、窄刃形的新型滾刀，讓掘進(jìn)機(jī)的“牙齒”更能扛壓、更加鋒利，施工效率比傳統(tǒng)平面刀盤掘進(jìn)機(jī)提高了3倍。

（文/曹嫻 胡清 陳凡）