新聞來源:國務(wù)院國資委網(wǎng)站
“云南十八怪,火車沒有汽車快,不通國內(nèi)通國外?!边@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(dāng)選央企十大國之重器的“彩云號”TBM(硬巖掘進(jìn)機(jī))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(jìn)里程突破500米,單日掘進(jìn)最高達(dá)到32.14米,這標(biāo)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(jìn)機(jī)“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(tuán)、中國水利水電十四局集團(tuán)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(jìn)的大直徑敞開式隧道硬巖掘進(jìn)機(jī)。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(jī)長度約230米,重1900噸,刀盤開挖直徑達(dá)到9.03米,填補(bǔ)了國內(nèi)9米以上大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)的空白。
地下工程“國家隊(duì)”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(dá)1155米,進(jìn)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(duì)”,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(jìn)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?zé)?、高地?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(fēng)險(xiǎn),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(qiáng)化輔助工法方面進(jìn)行了諸多創(chuàng)新,如增設(shè)了大尺度擴(kuò)挖設(shè)計(jì)、鋼筋排支護(hù)系統(tǒng)、前區(qū)即時噴混機(jī)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(shí)時超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)和通風(fēng)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?zé)岬染蜻M(jìn)中可能會遇到的風(fēng)險(xiǎn)。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(jìn)行注漿加固和排水,再由“彩云號”進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè);同時通過調(diào)整掘進(jìn)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(hù)的要求也極高。高黎貢山國家級自然保護(hù)區(qū)被世界野生生物基金會評為全球最重要的自然保護(hù)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(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高,而且洞內(nèi)噪音大,煙塵大,還將對保護(hù)區(qū)生態(tài)產(chǎn)生不可逆的負(fù)面影響。因此,TBM的應(yīng)運(yùn)而生解決了這一難題,它是集機(jī)、電、液、氣、激光、傳導(dǎo)、測量、預(yù)報(bào)于一體,技術(shù)含量最高的工程裝備,被譽(yù)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(jì)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(yàn),標(biāo)志著我國在極端復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進(jìn)機(jī)技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
目前,中鐵裝備的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)繼續(xù)完善隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品體系,完全掌握了TBM整機(jī)機(jī)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(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了TBM掌子面在掘巖體力學(xué)參數(shù)的精確實(shí)時感知。
搶占世界制高點(diǎn) 打造“全生命周期服務(wù)”
據(jù)中國中鐵隧道局大瑞鐵路項(xiàng)目經(jīng)理張建設(shè)介紹,在掘進(jìn)里程突破500米后,“彩云號”運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)正常,已經(jīng)開始向新的目標(biāo)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(diǎn),未來,努力將中鐵裝備打造成為世界掘進(jìn)機(jī)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(jì)、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(jì)社會發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。(國務(wù)院國資委網(wǎng)站 張維)