地下工程裝備攻關(guān)取得新突破

全球首臺大坡度螺旋隧道掘進機長沙下線

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

“北山1號”由中國鐵建重工集團、中鐵十八局集團聯(lián)合打造，將參與中國北山地下實驗室斜坡道建設(shè)。斜坡道長約7.2公里，由地表向下順時針螺旋式掘進，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機施工，國際上尚無先例可循?！背薪▎挝恢需F十八局北山地下實驗室建設(shè)負(fù)責(zé)人許春獻介紹。

“北山1號”開挖直徑7.03米，整機長約100米，在掘進機中屬于“中等身材”。中國鐵建重工集團掘進機研究設(shè)計院工程師龍斌介紹，該掘進機壓縮了結(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。

螺旋下降過程中，每一個轉(zhuǎn)彎角度都要精準(zhǔn)。研制團隊同步改進了主機系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，利用先進的導(dǎo)向系統(tǒng)、方向控制預(yù)警系統(tǒng)和輔助駕駛自動巡航系統(tǒng)，掘進機的水平轉(zhuǎn)彎半徑擴展到200米、豎向曲線半徑達380米，在大傾角隧道施工中實現(xiàn)自由轉(zhuǎn)彎、連續(xù)下坡。

北山地下實驗室是國家重點工程，工程地質(zhì)以微風(fēng)化花崗巖為主，巖石單軸飽和抗壓強度超過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”如同一個“巨型電鉆”。據(jù)介紹，掘進機刀盤采用新型結(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，讓掘進機的“牙齒”更能扛壓、更加鋒利，施工效率比傳統(tǒng)平面刀盤掘進機提高了3倍。

（文/曹嫻 胡清 陳凡）