9月9日，由中鐵工業(yè)旗下中鐵裝備研制的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)大直徑大傾角斜井TBM“永寧號(hào)”在2號(hào)引水斜井精準(zhǔn)貫通，這標(biāo)志著洛寧抽水蓄能電站引水斜井工程兩條關(guān)鍵引水斜井全線貫通，刷新了我國(guó)在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域機(jī)械化施工的新紀(jì)錄，是國(guó)內(nèi)機(jī)械化全斷面開挖斜井新模式的誕生。

——設(shè)備介紹——

能爬坡過(guò)坎的“永寧號(hào)”TBM

讓龐大沉重的“鋼鐵穿山甲”向上攀爬作業(yè)可不是一件容易的事，它如何向上爬而不溜車？又如何處理挖掘出來(lái)的渣石？一起走近“永寧號(hào)”探尋它爬坡過(guò)坎的奧秘。

常見的掘進(jìn)機(jī)挖掘隧道時(shí)，只能在水平方向“直來(lái)直往”。對(duì)于千噸重、一萬(wàn)多個(gè)零部件構(gòu)成的掘進(jìn)機(jī)，坡度每上升一度，從施工安全性到零部件設(shè)計(jì)，都是極大考驗(yàn)。“永寧號(hào)”成功完成了3大挑戰(zhàn)。

1??“永寧號(hào)”如何向上爬？

“永寧號(hào)”的爬山模式，借助了爬山虎的結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)為設(shè)備加了前后四組共8條“腿”，有16個(gè)“腳”。為了讓掘進(jìn)機(jī)安全“爬上山頂”，50多名專家近40次協(xié)調(diào)會(huì)，歷經(jīng)數(shù)月的研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，2022年8月，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)會(huì)“爬陡坡”的掘進(jìn)機(jī)成功下線。

2??“永寧號(hào)”如何不“溜車”？

千噸重的“永寧號(hào)”往山上掘進(jìn)時(shí)，最重要的就是保障施工安全，防止墜落。山洞的墻面上有一個(gè)巨大的撐護(hù)，這就是盾構(gòu)機(jī)雙重防溜車系統(tǒng)。這個(gè)防溜車系統(tǒng)是經(jīng)過(guò)了一個(gè)月的極限試驗(yàn)，才應(yīng)用到了“永寧號(hào)”上。為此，研究團(tuán)隊(duì)還專門在場(chǎng)內(nèi)做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，為模擬“永寧號(hào)”在極限條件下的運(yùn)行情況，挖掘了一個(gè)直徑7米、深20米的基坑。即使兩側(cè)的鐵板壁很光滑，“永寧號(hào)”的防溜車系統(tǒng)依然能撐住不動(dòng)，相當(dāng)于安全系數(shù)又提高了很多。

3??“永寧號(hào)”如何運(yùn)出渣石？

“永寧號(hào)”掘進(jìn)時(shí)，產(chǎn)生的渣石會(huì)沿斜坡加速滾落，稍有不慎，就會(huì)造成碎石飛濺，風(fēng)險(xiǎn)極大。為此，工程師們專門設(shè)計(jì)了一條溜渣槽，再由卡車運(yùn)出隧洞。研究團(tuán)隊(duì)專門開發(fā)了復(fù)合助溜出渣系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)優(yōu)化出渣方式。

——項(xiàng)目概況——

洛寧抽水蓄能電站

該項(xiàng)目作為河南省當(dāng)前在建中裝機(jī)規(guī)模最大的抽水蓄能電站項(xiàng)目，開創(chuàng)性地將引水上斜井、中平洞及下斜井整合優(yōu)化為一級(jí)斜井設(shè)計(jì)，并在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用大傾角TBM進(jìn)行斜向上施工，其項(xiàng)目開挖直徑達(dá)7.23米。

▲“永寧號(hào)”TBM負(fù)責(zé)施工的1號(hào)引水斜井貫通

2023年12月14日，“永寧號(hào)”TBM成功貫通1號(hào)引水斜井。中鐵裝備攜手施工單位共同深入復(fù)盤了“永寧號(hào)”TBM施工情況，對(duì)設(shè)備及施工工藝進(jìn)行了全面優(yōu)化與升級(jí)，為“永寧號(hào)”TBM的第二次順利始發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

▲“永寧號(hào)”TBM負(fù)責(zé)施工的2號(hào)引水斜井貫通

2號(hào)引水斜井，以其38.742°的向上掘進(jìn)坡度、全長(zhǎng)約873米的距離及860米的TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度，構(gòu)成了洛寧抽水蓄能電站的一項(xiàng)重要工程挑戰(zhàn)。

自2024年4月25日“永寧號(hào)”TBM正式始發(fā)以來(lái)，中鐵裝備技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)與業(yè)主單位緊密協(xié)作，共同面對(duì)并克服了洞內(nèi)組裝空間狹小、大傾角作業(yè)高難度、地質(zhì)條件復(fù)雜等一系列難題。在此過(guò)程中，“永寧號(hào)”TBM的快速掘進(jìn)能力與安全保障性能得到了充分發(fā)揮，確保了在極端苛刻的施工環(huán)境下仍能實(shí)現(xiàn)安全高效的掘進(jìn)作業(yè)，取得了月掘進(jìn)332米，單日最高進(jìn)尺22.75米的佳績(jī)，刷新了國(guó)內(nèi)斜井TBM掘進(jìn)施工速度新紀(jì)錄。（中國(guó)中鐵）