自主研制、全球首創(chuàng) 中國新型壓注式工法硬巖掘進機“穿越天山”

　　一山橫亙界南北，萬古奇雄塞大荒。在我國的大西北，天山山脈如巨龍盤踞橫貫東西，把廣袤的新疆分為南疆和北疆。正在建設(shè)的天山勝利隧道橫穿天山山脈，全長22.1公里，為目前世界最長高速公路隧道，也是新疆烏尉高速公路的“咽喉”工程。這條隧道建成后，開車穿越天山僅需約20分鐘，這將有效打通南北疆交通運輸屏障，徹底告別翻山越嶺、危險四伏的漫長旅程。

　　日前，中交天和機械設(shè)備制造有限公司組織了新疆天山勝利隧道媒體采風活動。據(jù)介紹，這里地處高寒高海拔地區(qū)，氣候惡劣，穿越了16個復雜的地質(zhì)斷裂帶。這里地應(yīng)力最高達21.8兆帕，相當于手指甲大小巖石需承受218公斤重量，極易引發(fā)巖爆現(xiàn)象，其震動烈度堪比四級地震。因此，這里施工組織困難，難度大，風險高，有效作業(yè)時間短，傳統(tǒng)礦山法和單一敞開式TBM工法均難滿足掘進要求。

　　由中交天和自主研制的全球首創(chuàng)新型壓注式工法(TBM)硬巖掘進機“天山號”“勝利號”正在進行一場前所未有的“穿越天山”之旅。中交天和機械設(shè)備制造有限公司天山勝利隧道項目部經(jīng)理康健介紹，“勝利號”“天山號”國產(chǎn)化率在98%以上，開挖直徑8.43米、全長282米、重量約2000噸，是建設(shè)天山勝利隧道的最關(guān)鍵裝備。

　　“天山號”“勝利號”同時具備兩種掘進模式和三種支護方式，即：對較好圍巖條件采用敞開式工法掘進(TSA)模式；對破碎帶、軟弱圍巖、巖爆地層采用單護盾鋼模板壓注式混凝土支護掘進(TE)模式；對極破碎帶、軟巖大變形、強巖爆地層采用單護盾鋼管片支護掘進(TS)模式，避免塌方對作業(yè)人員和工程設(shè)備帶來安全風險，確保在大變形、強巖爆、多斷裂帶等復雜地層下安全、環(huán)保、高效地掘進。

　　此外，“勝利號”日掘進最高達35米、月掘進最高達528米，創(chuàng)造了大直徑TBM在高寒、高海拔、高地應(yīng)力環(huán)境的掘進新紀錄?？到》Q，如果按土方量來算，可以說一個月挖出一座小山。“天山號”戰(zhàn)勝坍塌、突泥涌水等世界性難題，在山體涌水多、斷裂帶核心區(qū)日涌水量達10000立方米情況下，安全穿越最大斷層—F6斷層(博阿斷裂帶)，解決了隧道開挖的最大攔路虎，為后續(xù)掘進貫通和全線通車創(chuàng)造了條件。目前“勝利號”“天山號”已掘進成型合計18145米，超過中導洞總長的83%，現(xiàn)正以日均30米的速度快速掘進。

　　采風團一路驅(qū)車攀行，參觀了地處天山之巔的2號豎井施工處。這個豎井是世界最深高速公路豎井，也是世界首個一次開挖成型的超大直徑硬巖大深度豎井。首次將TBM破巖石工藝與傳統(tǒng)鉆進完美結(jié)合的世界首創(chuàng)高寒高海拔、大深度、超大直徑硬巖豎向掘進機——“首創(chuàng)號”正在這里作業(yè)。

　　該掘進機整機重量1350噸，高度44米，刀盤直徑11.4米，裝機功率4500千瓦，額定扭矩8913千?！っ祝軐崿F(xiàn)超大直徑豎井一次性開挖成型，也滿足了豎井掘進的機械化、自動化和智能化需求。

　　目前的大直徑豎井多采用分級擴挖技術(shù)，“首創(chuàng)號”則采用掘進、排渣、支護相結(jié)合的全新鉆井工藝，避免傳統(tǒng)鉆爆法擾動巖石，實現(xiàn)井內(nèi)掘進無人化作業(yè)；配置自主研發(fā)的垂直導向系統(tǒng)，垂直精度控制在2毫米內(nèi)；碎石經(jīng)泥水循環(huán)系統(tǒng)排出，避免排渣揚塵等對天山生態(tài)造成污染，大大提高了掘進速度，掘進的安全性環(huán)保性明顯增強。

　　康健介紹，該掘進現(xiàn)場的海拔有3660米，氣候十分惡劣，冬季的平均風速7-8級，最低氣溫零下40余度，能夠“呵氣成冰”。即便是在即將“入伏”的夏季，這里還需要地暖和棉衣。此外，這里氧分壓僅為海平面的60%，在高寒低氧環(huán)境下，作業(yè)人員極易出現(xiàn)胸悶、心悸頭疼、失眠等高原反應(yīng)。中交天和在這里配備了一支80人的團隊，他們克服高寒、高海拔、強紫外線等因素影響，堅守在這里，以實際行動踐行國家“一帶一路”戰(zhàn)略。

　　“從天山南到天山北，開車需要7到9個小時，在其他地方都能到好幾個城市了，但在這里只能到兩個點，途中還要經(jīng)歷很多不利的路況。因此，這個項目意義重大?！笨到≌f，“作為一個中國人，我們就要用我們中國的設(shè)備，去打通我們自己的天山?！碧焐絼倮淼澜ǔ珊螅瑸豸斈君R至尉犁兩地行車時間將由7小時縮短至3小時，對推動國家“一帶一路”建設(shè)、加強南北疆聯(lián)結(jié)融合和推動新疆經(jīng)濟社會發(fā)展具有重大現(xiàn)實意義和深遠歷史意義。

　　轉(zhuǎn)自：中國新聞網(wǎng)

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