科技創新強根基 大國重器夯通途
科技創新強根基? 大國重器夯通途
——五公司TBM施工建設紀實
于玲玲 楊璇
黨的二十大報告指出,加快實現高水平科技自立自強。以國家戰略需求為導向,集聚力量進行原創性引領性科技攻關,堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。科技創新是高質量發展的核心驅動力,一直以來,五公司聚焦隧道領域的建設優勢,貫徹隧道機械化配套施工發展戰略,依托TBM隧道施工的創新優勢,鑄就隧道王牌,為企業高質量發展持續賦能。
TBM指全斷面隧道掘進機,是一種“武裝到牙齒”的隧道掘進機,搭載最新型機械結構技術及滾壓式破巖工藝,集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體,具有掘進速度快、環保、綜合效益高等優點,是各種軟硬巖地層的“克星”,被稱為工程機械的“掘進機之王”。
??? 從無到有,大國重器夯實基建底座
近年來,五公司聚焦攻堅隧道掘進關鍵核心技術,著力解決了一系列工程建設的“卡脖子”難題,完成了TBM施工從無到有、從“生”到“熟”的轉變,完成了從“技術引進”到“全面引領”的持續跨越。他們通過技術、工藝、裝備革新,創新了煤礦深井建設模式,填補了國內外技術空白,踐行了裝配式施工理念,在行業內起到了引領與示范作用,積累了成功經驗,也依托這項大國重器,在隧道施工領域站穩腳跟、持續深耕。
為強化TBM施工品牌建設,該公司成立了TBM隧道掘進管理中心,引進TBM設備8臺(套),培養TBM隧道施工專家9名、TBM施工專業技術人才100余人,以及電氣工程師、機械工程師、液壓工程師等各崗位專業技術人員220余人,為TBM施工提供了設備支撐和人才保障。
此外,他們還以參建的超長深埋隧道工程為例,組織編寫了我國首部全面系統闡述超長深埋隧道TBM掘進成套技術的專著,重點闡述了深埋超長隧道設計、TBM選型與附屬設備、TBM快速施工及支護等內容,共計28萬余字,于2018年4月公開發行。
??? 寸草不生,絕境隧道修建打破禁區
新疆TBM項目周圍荒無人煙,春夏風沙肆虐、冬季嚴寒漫長,最低氣溫達到零下40℃,在此條件下打通隧道絕非易事。
長距離大坡度無接應獨頭精準掘進一直是世界難題,自TBM始發以來,該項目采用“壓入式通風+接力通風”的方式,成功解決了隧道獨頭通風難的問題。并采取先進的排水系統,分級、分流量梯度自動超高反坡抽排,攻克了TBM長距離反坡排水施工技術難題。他們還創新性采用四級接力皮帶機出渣,并安裝調度指揮系統,為拌和站、機修車間、儲料倉等修建保溫棚,穩步推進工程建設,創下最高日進尺53.24米、最高月進尺1029.9米的高效紀錄和月均進尺566.34米的優異成績,破解了18公里獨頭通風等技術難題,創造了國內超長距離(21.58千米)大埋深TBM獨頭無接應洞精準掘進的歷史紀錄,也將愚公移山的神話一步步照進現實。
“夾金山,夾金山,鳥兒飛不過,人不攀,要想越過夾金山,除非神仙到人間!”作為紅軍翻過的第一座雪山,位于四川省阿壩州小金縣境內的夾金山主峰海拔4900余米,空氣稀薄,終年積雪,氣候條件異常惡劣。國道351夾金山隧道項目負責施工的夾金山隧道地質條件復雜,掘進過程中常遇突泥、涌水,巖爆、大變形、斷層破碎擠壓變形等不良地質,施工難度極大。為破解絕境隧道施工難題,他們采用平導TBM+主洞鉆爆法施工,雙向同步開挖,在平導貫通后,橫向加開4個作業面。這也是國內普通國省干線公路建設首次使用TBM施工。截至目前,夾金山隧道進口端平導、主洞突破千米大關,TBM累計掘進突破3公里。該項目建成后,惡劣的自然環境將不是阻礙,將推動夾金山成為“鳥能飛,人能攀,神仙千里游歷,興致未盡人不還”的紅色旅游圣地。
??? 厚植沃土,多個領域迎來重大突破
近年來,五公司持續占領集團公司TBM隧道施工領域高地,從最初的煤礦斜井拓寬到水利、軌道交通領域,TBM的經營能力、施工能力、科技實力逐步提升,實現了TBM技術領域的重大跨越,成為企業高質量發展的沉穩利器。
神華神東補連塔煤礦二號輔運平硐工程位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內,礦井全長2745米,于2015年7月10日始發,2015年12月22日順利貫通。TBM掘進期間,分別創造了單日進尺42米、單周進尺205米、單月進尺最高639米的世界紀錄和連續4個月平均546.4米/月的掘進紀錄。該工程是國家科技支撐計劃項目示范工程,施工中引入了世界首例“單護盾TBM長大煤礦斜井施工技術”,是我國第一座采用全斷面隧道掘進機(TBM)施工的煤礦斜井,也因此榮獲我國建筑行業工程質量最高榮譽——魯班獎。
該工程的設計施工,填補了我國TBM在長距離大坡度煤礦斜井建設領域的技術空白,開創了煤礦斜井施工新模式,是煤礦建井模式的革命性變革。首次在煤礦領域應用TBM工藝并驗證了TBM施工煤礦斜井的關鍵技術和理論,對促進我國深層煤炭資源開發具有重大意義。
重慶軌道交通環線工程是國家級軌道交通互聯互通CBTC示范工程,于2013年10月28日開工建設,2021年1月20日正式全線閉合運營。其中,由五公司參建的軌道環線沙坪壩項目,地處沙坪壩區繁華鬧市中心,包含2座車站和3個區間,共投入2臺TBM掘進機進行施工,于2015年12月18日始發,掘進總長度約3.3公里。
施工過程中,該項目采用雙線復合式TBM作業,根據TBM刀盤和地質條件進行加強型和改良設計,提高了掘進速度,降低了施工成本,是當時暗挖施工中最先進的施工方法,先后攻克了小曲線半徑350米始發、隧道涌水量大、砂泥巖互層、下穿既有建(構)筑物埋深距離小等技術難題。重慶軌道沙坪壩車站是環線中斷面最大、高度最高、難度最大、安全風險最高的車站,通過采用TBM掘進過站、雙側壁過站、空推過站等先進技術,順利提前完成任務,創造了重慶軌道領域TBM施工輝煌,榮獲國際工程界“諾貝爾獎”——菲迪克獎。
黨的二十大以來,五公司秉承“創新是第一動力”理念,一批批令人驚嘆的優質工程相繼進入公眾視野:橫穿重慶南北大動脈的重慶軌道18號線項目全線貫通;重慶首條城市快軌——重慶軌道15號線TBM“鐵軍4號”“鐵軍3號”相繼始發,鋼鐵“巨龍”為城市建設開足馬力;包頭萬利項目TBM“萬利號”累計掘進突破150環,繼續在斜井施工領域大放異彩。五公司以創新驅動增添高質量發展源動力,著力構建“機械化施工大機配套”嶄新格局,在實現高水平科技自立自強和企業高質量發展道路上久久為功、堅持不懈。
TBM作為大國重器,是推動國家基建事業蓬勃發展的新興力量。下一步,五公司將繼續深耕TBM施工領域,爭當TBM施工的“引領者”,打造TBM施工的“王牌軍”,以科技創新助力企業高質量發展。
圖1:五公司神華神東項目TBM步進儀式現場。
??? 圖2:五公司施工的重慶軌道15號線金山寺站。