鐵建重工“大埋深、可變徑” 斜井敞開式TBM成功下線
2016年6月20日,鐵建重工為新疆輸水隧洞“大埋深、可變徑”斜井工程研制的敞開式TBM成功下線,這是該集團繼5月成功下線國產首臺“大埋深、可變徑”敞開式硬巖掘進機后針對內含長距離大坡度斜井輸水隧洞推出的又一創新力作。
這臺TBM開挖直徑6.53m,整機長度約250m,重量約1350噸,最小轉彎半徑為500m,總功率約5200kW。能在距離地面2000米的埋深處作業,且可根據施工需要開挖直徑在6.53米和6.83米之間進行調整,該設備的最大特點還在于既可進行長距離水平主洞掘進,也能滿足大坡度下坡斜井支洞施工,具有“大埋深、可變徑、平斜兩用”特點。
這臺TBM將應用的工程輸水隧洞全長約42km,開挖洞徑為6.53m,設計輸水流量70m3/s,其中2km隧洞為10.24%的大坡度下坡斜井。隧洞主要以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主,圍巖單軸抗壓強度大多在80~180MPa之間,部分超過200MPa,該隧洞穿越花崗巖、凝灰巖、砂巖等多種地質和多條斷層帶,隧洞平均埋深超過1100米,最大埋深約2700米,是一般工程埋深的2~5倍。另外,這臺TBM需要連續掘進約18公里,是目前國內TBM獨頭掘進距離最長的隧洞之一。沿線穿越有“高埋深、高地溫、高地應力、強巖爆、大變形、大坡度”等世界級工程地質難題,施工難度之大國內外絕無僅有,是目前TBM施工最具挑戰性的隧洞。
為此,鐵建重工的研發團隊針對項目工程施工存在的難點,從設備配置和針對性設計上進行與以往TBM不同地創新設計,突破了分塊刀盤擴徑技術、下坡掘進高效破巖技術、下坡始發長距離步進技術、下坡掘進同步襯砌底拱技術等關鍵核心技術,配置了大排量應急反坡排水系統、渣水分離機構、超前鉆探系統,高效物料運輸系統,根據工程地質條件,對TBM進行巖爆防護、應急排水、長距離隧洞通風等進行了特殊設計,保證了斜井隨洞開挖的安全、穩定和長距離水平隧洞掘進的優質、高效。(麻成標供稿)