“硬巖掘進機之王”挺進大涼山1號隧道

2020-10-14 09:41

  “月城涼山號”完成裝配進洞。中鐵十八局供圖

  10月13日,在涼山州美姑縣巴普鎮的大山深處,被譽為“硬巖掘進機之王”、國內首次應用於高速公路施工的TBM(全斷面岩石隧道掘進機)——“月城涼山號”,在樂西高速公路大涼山1號隧道完成調試,開始正式掘進。這是我國高速公路隧道行業TBM施工工法的首次嘗試。

  樂西高速是首條深入大小涼山腹地的高速公路,長15.3公里的大涼山1號隧道是其控制性工程。此次首開先河、在高速公路隧道進行機械化施工,目的只有一個:儘快打通隧道,建成致富大通道。

  “首次”的考量

  用傳統方法打通隧道將耗時6年以上,TBM施工效率是傳統鑽爆法的2-3倍,預計兩年半就可完成

  記者來到位於美姑縣巴普鎮的大涼山1號隧道時,“月城涼山號”大半個身子已經入洞。為了讓它更好地掘進,此前,施工人員通過傳統爆破法,在TBM即將施工的平行導洞向內挖了118米,作為始發洞。

  縱然不能看到“月城涼山號”的全貌,走進洞內,依然能感受到這個龐然大物之大:整座TBM機有2層,“底樓”像中空的廠房,人員可以在裏面行走,兩根鐵軌沿機身向前鋪設,建設所需設備和材料、人員將乘坐專用運輸車經軌道到洞內;攀着扶手來到“二樓”,一些工作人員正在這裏調試。

  在TBM正式啓用前,記者擠進機頭與掌子面的狹窄地帶,只見紅色機頭上分佈着若干個拳頭大的藍色圓盤,它們就是刀盤。當設備啓動後,這些刀盤將轉動,將面前的岩石一一削落,石渣隨之落入刀盤下的“托盤”裏,隨傳送帶被送到尾部。

  “月城涼山號”就像一座功能複合的現代化工廠,集破巖、出渣、初期支護等多種功能於一體,可全天24小時施工,僅需 20人同時作業——相較傳統的高速公路隧道施工,大大節省人力,也提高了安全性能。中國鐵建中鐵十八局大涼山1號隧道項目經理張全洲介紹,TBM具有掘進速度快、安全環保、施工質量高等特點,施工效率是傳統鑽爆法的2-3倍,預計兩年半就可完成大涼山1號隧道的建設任務。

  TBM早已應用於鐵路、水利工程建設,但在國內高速公路建設中使用還是首次。

  四川交投川高樂西公司美姑代表處處長全凱説,大涼山1號隧道進口端約8公里位於四川嘛咪澤自然保護區內,出於環境保護的需要,無法在保護區設置斜井及豎井進行輔助施工,“如果用傳統方法,打通隧道將耗時6年以上,無法在預計工期內完工。”

  為如期建成樂西高速,建設引入TBM施工。“月城涼山號”將在隧道兩座主洞間挖出一座平行導洞,施工人員從平行導洞進入,通過設置多個作業面來掘進主洞,以提高作業效率。

  艱難的“首次”

  投用前經過改造,運輸中“化整為零”,歷經1400公里的高速、國道、鄉道抵達施工現場

  針對大涼山1號隧道的工程特點和地質條件,中國鐵建重工和中鐵十八局等單位聯合研發,改造中重點採用超前支護技術,增加了超前管棚鑽機。記者看到,機頭的兩側有兩個黃色的鋼鐵臂,呈摺疊狀,鐵臂連着一個細長的“鐵手”,這就是鑽機。當探測到前方巖體有不穩定狀態時,機頭將停止掘進,鑽機則鑽入巖體深處,注入混凝土,讓巖體保持穩定,確保安全施工。“最深可鑽入30米。”中鐵十八局大涼山1號隧道項目總工劉曉春説。

  從西昌到美姑縣境內的大涼山1號隧道,彎多路遙,坐小車都要5個多小時。重達1400噸的“月城涼山號”如何到達大山深處?答案是“化整為零”。

  “月城涼山號”在湖南省長沙市完成改造下線後,於今年8月拆機裝運,主機分為54個部分,歷經1400公里的高速、國道、鄉道抵達施工現場。

  但運輸並不容易。拆分下來的54個部分,每一塊都是“異形”,最大的重約160噸、寬6米,均需通過大件運輸。運輸這些大件,需申請特殊通行證,並一路由交警保駕護航。由於個頭太大過不了收費站,攀西高速一座收費站被拆除。

  運輸期間正值雨季,美姑縣環縣城主路因強降雨滑坡,導致無法通行。中鐵十八局為此修建了一條長4.5公里、寬8米的施工便道,從國道348線連接到施工現場。

  歷經一個多月運輸來到現場,組裝也不簡單。當相關配件全部抵達後,60名工人晝夜不停,又用一個月左右時間才完成組裝和調試。

  

  名詞解釋 TBM:

  又稱全斷面硬巖掘進機,是一種集開挖、出渣、導向、支護和通風防塵等多功能為一體的大型高效隧道施工機械。

  其工作原理是:主驅動電機帶動刀盤旋轉,主推進油缸推動盾體使刀盤緊壓巖面,隨着刀盤的旋轉,盤形滾刀繞刀盤中心軸公轉,當推力超過岩石的抗壓強度時,盤形滾刀下的岩石直接破碎,盤形滾刀貫入巖面,剝落的巖塊被剷刀颳起,落去接料皮帶並運送至後方渣土車內。樂西高速公路:

  樂西高速公路是首條深入大小涼山腹地的高速公路,橋隧比達83%。

  大涼山1號隧道是樂西高速公路控制性工程,全長15.3公里,為西南地區最長高速公路隧道。

  樂西高速公路建設正全線推進,計劃2025年建成通車,建成後將連接烏蒙山集中連片特困區和大小涼山腹地彝族主要聚居地,結束雷波、美姑、昭覺3縣不通高速的歷史。(記者 王眉靈)

責任編輯:李婷玉
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