水利施工穿山越嶺有利器

全國兩會勝利閉幕後，國家“兩重”工程建設按下“快進鍵”。南水北調後續工程首個開工建設的重大項目，引江補漢工程2標段6號平洞迎來突破性進展——我國自主研製的最大直徑雙護盾硬巖掘進機“江漢平安號”實現日進尺18米新紀錄，以科技創新硬實力助力國家水網建設再提速。

引江補漢工程是連通長江與漢江的“地下動脈”，是南水北調中線工程的後續水源工程，也是構建國家水網主骨架的標誌性工程。當前，各類型硬巖隧道掘進機（TBM）已在全國各大水利工程建設中得到全面應用。從紅旗渠到引漢濟渭、引江補漢；從引綽濟遼到南水北調、滇中引水，從東中西部重大引調水工程到區域水資源配置項目，都能看到TBM的身影。據統計，僅中鐵裝備近5年便累計爲全國各大水利工程提供59臺TBM，服務隧洞總長突破530公里，市場佔比超60%。

“近年來，我國盾構機制造已實現從跟跑到領跑的跨越，大直徑TBM在國內得到廣泛應用，僅引江補漢工程就投入10臺12米級超大直徑TBM，開創我國在建水利工程一次性投入TBM最多紀錄。”中國中鐵高級專家李建斌介紹，近年來，隨着我國盾構機等高端裝備製造水平的不斷提升，在越來越多的大型水利工程領域，TBM成爲穿山越嶺的利器，應對大深埋、超硬巖、高外水壓等複雜地層的施工效率較傳統工法提升3倍至5倍。

引江補漢工程是我國在建綜合難度最大的長距離引調水隧洞。其最大埋深可達1230米，埋深超過600米的洞段佔36.4%，面臨強巖爆、突泥涌水、大斷裂、軟巖變形、高溫、有害氣體等多重挑戰。爲了保障隧洞施工的安全優質進行，中鐵三局聯合南水北調集團、中鐵裝備集團，量身打造“江漢平安號”雙護盾TBM，集成智能掘進、常態超前鑽機系統等11項創新技術，是目前我國在建隧洞工程中直徑最大、功能最齊全的雙護盾TBM。

李建斌介紹，針對引江補漢工程2標段TBM3掘進段16.6公里超硬巖，研發團隊爲確保“江漢平安號”TBM破巖效率，首創70毫米超小刀間距+20英寸重載大直徑滾刀+螺旋線布刀組合刀盤設計，顯著提升刀盤破巖效率，TBM日進尺突破17米。爲有效解決TBM掘進依靠操作人員經驗、判斷不及時的問題，中鐵裝備研製的TBM-SMART智能掘進系統可實現“超前地質透視”，該系統能將多個終端數據及設備本身的掘進數據及大量歷史數據進行分析、建模，進一步實現掘進智能化。智能系統自動評價當前地質狀態和設備健康狀態，自動對設備的卡機進行預警，最終根據設備狀態、地質狀態給出掘進的最佳參數，保證TBM掘進期間的安全、高效。

1月5日，成功始發掘進以來，中鐵三局引江補漢項目應用“雷達+鑽孔數據優化刀盤系統”“智能導向系統”及“同步拼裝+應急模塊”等，保證“江漢平安號”TBM掘進達到最佳狀態，設備最高日掘進長度達到18米，相當於一天就能開闢出6層普通居民樓高度的輸水通道，比相同規模條件下使用傳統鑽爆法施工，工效提高了3倍至4倍，創下同類型地層掘進速度新紀錄。

中鐵三局引江補漢項目部常務副經理賈利超表示：“雙護盾的設計可以最大限度抵禦強巖爆對施工帶來的危害，我們也時刻關注圍巖變化，以毫米級精度控制TBM掘進姿態，確保這條‘地下長龍’零滲漏、百年安瀾。”

“‘江漢平安號’TBM的突破不僅是中國速度的體現，更是中國高端裝備產業鏈協同創新的勝利。”中鐵三局引江補漢項目總工程師符海斌介紹，目前項目團隊已規劃科研課題3項，正探索形成複雜地質條件下超長隧洞掘進成套技術，爲未來大型水利、交通等基礎設施建設的高質量發展注入動力。 （經濟日報記者 齊 慧）