软硬通吃，天山隧道启用全球首创新型TBM掘进机

2020-04-28 13:21:06　来源: 科技日报 作者: 张晔

天山隧道，全球首创，世界最长，创新，掘进机，压注工法，中交天和

科技日报记者?张晔 通讯员?张凤华

既能啃下坚硬的岩石，也能在破碎带、软弱围岩中自如穿行……28日，两台全球首创压注工法新型TBM掘进机--“雪山号”和“雪莲号”在常熟下线，即将应用于世界最长高速公路隧道--新疆乌尉高速公路天山胜利隧道，打通天山南北交通运输通道。

中交天和供图。

乌尉高速公路天山胜利隧道选址示意图。中交天和供图。

天山山脉地处复杂断层破碎带，资料显示有14条断层破裂带。乌尉高速公路天山胜利隧道全长22.69公里，是世界最长高速公路隧道。隧址地震烈度为Ⅷ度、最大涌水量约29000立方米/天，高压涌水水压可达4兆帕（相当于400米水深压力）。

“掘进机工作中将遭遇大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题。在软弱围岩等较差地质条件下传统设备将无法掘进，采用人工喷注混凝土支护的方法，安全性差、效率低，不能满足快速掘进的要求。”项目研制方、中交天和机械设备制造有限公司总工程师周骏说。

针对诸多难题，科研人员首次提出压注混凝土工法理念，并将敞开式TBM掘进机与压注混凝土工法进行创新性融合，研制出具备两种掘进、三种支护模式的DTSES工法TBM掘进设备,以应对复杂多变地质环境。

“雪山号”和“雪莲号”掘进机结构示意图。中交天和供图。

据中交天和设计研究总院常务副院长靳党鹏介绍，新型TBM掘进机开挖直径为8.43米、全长282米、重约2000吨，在较好的围岩条件下采用敞开式工法掘进模式(TSA模式);在破碎带、软弱围岩、岩爆地层采用钢模板压注式混凝土支护掘进模式（TE模式）；在极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层段，采用单护盾钢管片支护掘进模式（ TS模式）。

该掘进机的研制成功，解决了目前敞开模式撑靴打滑落空无法推进、支护工作量大、清渣困难等问题,实现在多种复杂地层下实现安全、环保、快速、高效掘进。