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國內(nèi)首次!“硬巖掘進機之王”開掘樂西高速大涼山1號隧道
2020-10-14 來源:四川日報 

  10月13日,在涼山州美姑縣巴普鎮(zhèn)的大山深處,被譽為“硬巖掘進機之王”、國內(nèi)首次應(yīng)用于高速公路施工的TBM(全斷面巖石隧道掘進機)——“月城涼山號”,在樂西高速公路大涼山1號隧道完成調(diào)試,開始正式掘進。這是我國高速公路隧道行業(yè)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公裡的大涼山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,目的隻有一個:盡快打通隧道,建成致富大通道。

  “首次”的考量

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

  記者來到位于美姑縣巴普鎮(zhèn)的大涼山1號隧道時,“月城涼山號”大半個身子已經(jīng)入洞。為了讓它更好地掘進,此前,施工人員通過傳統(tǒng)爆破法,在TBM即將施工的平行導(dǎo)洞向內(nèi)挖了118米,作為始發(fā)洞。

  縱然不能看到“月城涼山號”的全貌,走進洞內(nèi),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,人員可以在裡面行走,兩根鐵軌沿機身向前鋪設(shè),建設(shè)所需設(shè)備和材料、人員將乘坐專用運輸車經(jīng)軌道到洞內(nèi)﹔攀著扶手來到“二樓”,一些工作人員正在這裡調(diào)試。

  在TBM正式啟用前,記者擠進機頭與掌子面的狹窄地帶,隻見紅色機頭上分布著若干個拳頭大的藍色圓盤,它們就是刀盤。當(dāng)設(shè)備啟動后,這些刀盤將轉(zhuǎn)動,將面前的巖石一一削落,石渣隨之落入刀盤下的“托盤”裡,隨傳送帶被送到尾部。

  “月城涼山號”就像一座功能復(fù)合的現(xiàn)代化工廠,集破巖、出渣、初期支護等多種功能于一體,可全天24小時施工,僅需 20人同時作業(yè)——相較傳統(tǒng)的高速公路隧道施工,大大節(jié)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(jīng)理張全洲介紹,TBM具有掘進速度快、安全環(huán)保、施工質(zhì)量高等特點,施工效率是傳統(tǒng)鑽爆法的2-3倍,預(yù)計兩年半就可完成大涼山1號隧道的建設(shè)任務(wù)。

  TBM早已應(yīng)用于鐵路、水利工程建設(shè),但在國內(nèi)高速公路建設(shè)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說,大涼山1號隧道進口端約8公裡位于四川嘛咪澤自然保護區(qū)內(nèi),出于環(huán)境保護的需要,無法在保護區(qū)設(shè)置斜井及豎井進行輔助施工,“如果用傳統(tǒng)方法,打通隧道將耗時6年以上,無法在預(yù)計工期內(nèi)完工。”

  為如期建成樂西高速,建設(shè)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(dǎo)洞,施工人員從平行導(dǎo)洞進入,通過設(shè)置多個作業(yè)面來掘進主洞,以提高作業(yè)效率。

  艱難的“首次”

  投用前經(jīng)過改造,運輸中“化整為零”,歷經(jīng)1400公裡的高速、國道、鄉(xiāng)道抵達施工現(xiàn)場

  針對大涼山1號隧道的工程特點和地質(zhì)條件,中國鐵建重工和中鐵十八局等單位聯(lián)合研發(fā),改造中重點採用超前支護技術(shù),增加了超前管棚鑽機。記者看到,機頭的兩側(cè)有兩個黃色的鋼鐵臂,呈折疊狀,鐵臂連著一個細長的“鐵手”,這就是鑽機。當(dāng)探測到前方巖體有不穩(wěn)定狀態(tài)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(wěn)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說。

  從西昌到美姑縣境內(nèi)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后,于今年8月拆機裝運,主機分為54個部分,歷經(jīng)1400公裡的高速、國道、鄉(xiāng)道抵達施工現(xiàn)場。

  但運輸并不容易。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?zhí)厥馔ㄐ性^,并一路由交警保駕護航。由于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(huán)縣城主路因強降雨滑坡,導(dǎo)致無法通行。中鐵十八局為此修建了一條長4.5公裡、寬8米的施工便道,從國道348線連接到施工現(xiàn)場。

  歷經(jīng)一個多月運輸來到現(xiàn)場,組裝也不簡單。當(dāng)相關(guān)配件全部抵達后,60名工人晝夜不停,又用一個月左右時間才完成組裝和調(diào)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(dǎo)向、支護和通風(fēng)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(qū)動電機帶動刀盤旋轉(zhuǎn),主推進油缸推動盾體使刀盤緊壓巖面,隨著刀盤的旋轉(zhuǎn),盤形滾刀繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn),當(dāng)推力超過巖石的抗壓強度時,盤形滾刀下的巖石直接破碎,盤形滾刀貫入巖面,剝落的巖塊被鏟刀刮起,落去接料皮帶并運送至后方渣土車內(nèi)。

  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公裡,為西南地區(qū)最長高速公路隧道。

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



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