中國水周 || 中鐵工業(yè)80余臺盾構/TBM服務全球水利水電工程
2022年03月23日11:30
3月22日是“世界水日”，3月22日—28日是第35屆“中國水周”。
在“世界水日”前夕，3月18日，中鐵工業(yè)旗下中鐵裝備為滇中引水項目量身定制的大型敞開式掘進設備“弘毅號”TBM在云南昆明下線。
這是目前國內(nèi)自主研制的世界引調(diào)水工程雙結構、最大直徑的TBM，搭載了超前地質(zhì)預報系統(tǒng)、智能混噴、渣水分離等功能，多項設計和施工工藝均為國內(nèi)首創(chuàng)。
多年來，中鐵裝備胸懷“國之大者”，著眼民生福祉，創(chuàng)新研制80余臺盾構/TBM應用于全球水利水電工程，為世界水利事業(yè)作出積極貢獻。同時，中鐵裝備盾構/TBM產(chǎn)品廣泛應用于地鐵、鐵路、公路、煤礦、礦山、市政等領域，產(chǎn)銷量連續(xù)五年世界第一，連續(xù)十年中國第一。
1 永吉號國內(nèi)首臺TBM應用于引松供水工程
水利工程多處于山區(qū)，地形起伏大、地質(zhì)復雜、巖土硬度較高，建設過程使用硬巖掘進機（TBM）常常是最佳選擇。
盾構機號稱工程機械之王，硬巖掘進機（TBM）則是王中之王。業(yè)內(nèi)人都清楚，掌握不了TBM技術，就不算是成熟的隧道掘進機制造商。為此，中鐵裝備在國內(nèi)率先開啟了國產(chǎn)TBM的研制之路。2011年成立TBM項目組，2012年2月正式成立敞開式TBM研發(fā)設計項目組，同年5月正式成立TBM研究所。
2015年1月26日，中鐵裝備依托國家“863”“973”計劃自主研制的直徑8.03米敞開式全斷面巖石掘進機（TBM）“永吉號”成功下線，應用于吉林省引松供水工程項目。
“永吉號”以其超強的地質(zhì)適應性和穩(wěn)定性，提前９個月順利貫通，實現(xiàn)了一系列國內(nèi)TBM施工史上的重大突破。
以此為起點，中鐵裝備的創(chuàng)新團隊歷時數(shù)年，突破了一系列關鍵技術難題，完全具備了復雜地質(zhì)條件下超大直徑TBM整機技術和制造實力。
2 紅旗渠號見證水利工程施工裝備的飛躍
二十世紀60年代，河南林州人民自力更生，苦戰(zhàn)十年，在太行山上的懸崖陡壁上筑起了“人工天河”——紅旗渠。沒技術、沒設備，在修建紅旗渠的過程中，當?shù)厝嗣褚哺冻隽藰O大的代價。
2020年9月29日，在林州市南水北調(diào)西部調(diào)水工程現(xiàn)場，中鐵裝備研制的“紅旗渠號”TBM始發(fā)啟動。這是河南省水利系統(tǒng)首次采用大型智能隧洞硬巖掘進設備，距離林州人民開始修建紅旗渠，正好是一甲子的輪回。盾構機/TBM的應用給水利工程建設帶來了革命性的變革。
從紅旗渠，到引漢濟渭、引江濟漢；從引綽濟遼，到南水北調(diào)、滇中引水，我國多個重大水利工程，都能看到中鐵裝備研制的TBM的身影。
3 龍巖號讓“束水攻石”的奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實
2019年，在明朝水利專家潘季馴提出“束水攻沙”治河方略的400多年后，中鐵裝備和黃河設計院創(chuàng)造性地提出“束水攻石”的思路：為傳統(tǒng)TBM搭載高壓水刀，用“水刀”和“滾刀”共同破巖，聯(lián)合研制了應用于福建龍巖市萬安溪引水工程隧洞的、國內(nèi)首臺高壓水力耦合破巖TBM“龍巖號”。
“龍巖號”不僅是國內(nèi)首臺高壓水力耦合破巖TBM，也是國內(nèi)自主研制的超小直徑凱式TBM，是推動第四代半掘進機技術創(chuàng)新邁出的重要一步。新一代掘進機將逐步舍棄過去刀盤、刀具等機械掘進的方式，轉而以光、電、液等其它介質(zhì)進行破巖，這將有效解決當前掘進速度緩慢、刀具磨損快等難題，顯著提升效率，為鐵路、公路、水利和地下空間開發(fā)等領域建設提供更優(yōu)選擇。
4 “云嶺號”與“弘毅號”滇中引水項目上的“雙子座”
滇中引水工程是目前國內(nèi)規(guī)模最大、投資最多的水利工程，是解決滇中地區(qū)嚴重缺水問題的特大型調(diào)水工程。香爐山隧洞位于滇中引水工程大理Ⅰ段的首部，是滇中引水工程全線最具代表性的深埋長隧洞、重點難點和控制性工程，被稱為滇中引水工程全線的“咽喉”工程和“上甘嶺”。
此前剛剛下線的“弘毅號”，就將奔赴這里一展身手。除了“弘毅號”，中鐵裝備研制的直徑9.83米的敞開式硬巖掘進機——“云嶺號”已經(jīng)在香爐山隧洞高效施工。截至目前已掘進突破3500米，并取得最高月進尺663米，最高日進尺38.6米的好成績。
5 “引故入新”實現(xiàn)”雙龍會“ 建功國內(nèi)最長盾構區(qū)間引水隧洞
引故縣水庫優(yōu)質(zhì)水源，入新安縣三河水廠，這是古都洛陽惠及民生的一項重大水利工程——“引故入新”。工程線路總長20.8千米，隧洞全長約18.652千米，具有埋深大、距離長、洞徑小、水文地質(zhì)情況復雜等特點，是國內(nèi)水利系統(tǒng)首次將盾構技術應用于“大埋深”隧洞的項目，也是國內(nèi)最長盾構區(qū)間引水隧洞工程。
工程采用中鐵裝備打造的兩臺直徑為3.83米的復合式土壓平衡盾構機“新龍一號”“新龍二號”，兩臺盾構機分別從進出口相向掘進，單區(qū)間盾構隧道長約10千米，全程不設豎井，盾構機在洞內(nèi)完成掘進對接，于2021年9月24日精準實現(xiàn)“雙龍會”。該項目創(chuàng)造了我國引水隧道工程盾構施工隧道內(nèi)徑最小、單區(qū)間掘進距離最長的小直徑土壓平衡盾構施工紀錄。
6 29臺盾構大兵團作戰(zhàn)珠三角水資源配置工程
珠江三角洲水資源配置工程是國務院部署的一項重大水利工程，是廣東省歷史上投資額最大、輸水線路最長、受水區(qū)域最廣的水資源調(diào)配工程。在珠三角水資源項目全部47臺設備需求中，中鐵裝備提供了其中的29臺設備，為整個項目的施工提供了強力支持。
廣東榕江關埠引水工程是三江連通工程的關鍵控制性項目，分別采用中鐵裝備研制的1臺雙模盾構和3臺雙護盾TBM分區(qū)段掘進施工。設備表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性與地質(zhì)適應性，實現(xiàn)了低成本、高效率的掘進施工。
7 “一帶一路”沿線的“水利使者”
中鐵裝備積極響應“一帶一路”倡議，研制的盾構/TBM在“一帶一路”沿線國家和地區(qū)廣泛應用。應用于澳大利亞SnowyHydro2.0（雪山2.0水電站）項目建設的11.09米硬巖TBM（“中鐵783號”），是我國出口的最大直徑硬巖TBM。
應用于黎巴嫩“大貝魯特”引水工程的小直徑硬巖掘進機“中鐵238號”憑借刀具背裝、小刀間距和刀具非線性布置等針對性設計，徹底解決了當?shù)鼐用竦囊盟畣栴}，讓當?shù)鼐用窀鎰e昂貴的桶裝水。
得益于雄厚的技術實力和豐富的施工經(jīng)驗，中鐵裝備應用于其他水利工程項目的設備都有不俗表現(xiàn)：“中鐵696號”TBM在杭州千島湖引水項目隧洞施工時，提前一年完成洞通；“中鐵667”“中鐵668號”TBM在內(nèi)蒙古引綽濟遼項目連續(xù)4個月月施工進尺突破1000米；“中鐵776號”TBM在抽水蓄能電站排水廊道螺旋線小轉彎施工突破月進尺500米的驕人成績……
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