近日，中國地下工程裝備研制取得重大突破——由中交天和自主研制、用于山東棗莊山亭抽水蓄能電站地下工程開挖直徑6.53米的“墨子號”雙護盾硬巖掘進機(TBM)下線?！澳犹枴睉{借全球“最小轉(zhuǎn)彎半徑”技術(shù)，刷新同類(6米級)地下掘進裝備技術(shù)極限。

山東棗莊山亭抽水蓄能電站地下工程，堪稱“地下迷宮大冒險”。地層結(jié)構(gòu)猶如千層酥，既分布堅硬的石灰?guī)r，夾雜松軟的頁巖，還暗藏溶洞、斷層和地下水，掘進時稍有不慎就可能遭遇塌方或涌水險情。

而更大挑戰(zhàn)在于掘進路線曲折復(fù)雜，“墨子號”需在3.25公里深層地下，完成高難度“花式走位”，從頂拱中導洞出發(fā)，返回上層排水廊道岔口后進入上游排水廊道，沿斜坡一路向下穿越交通洞，再轉(zhuǎn)入尾水隧洞支洞，先后穿越2號、1號尾水隧洞，最終從下水庫進出水口“破土而出”，一路需完成包括60米極限半徑在內(nèi)多個急轉(zhuǎn)彎(相當在標準泳池完成U型掉頭)，堪稱TBM掘進“花樣滑冰”。復(fù)雜的轉(zhuǎn)場路線和極限轉(zhuǎn)彎半徑，在全球同類工程中屬首次。

面對連續(xù)急轉(zhuǎn)彎帶來的“卡殼”、排渣不暢乃至“迷路”風險，中交天和研發(fā)團隊為“墨子號”打造系統(tǒng)性解決方案，確保在深地空間靈活穿行、精準掘進。

在破巖能力上，“墨子號”的“牙齒”全面升級：邊刀加墊塊設(shè)計將掘進范圍擴大80毫米，配合更強壯的20寸刀盤，硬巖掘進效率顯著提升。

在靈活性上，裝備采用“倒錐形”設(shè)計，結(jié)合“短護盾”與輕量化后配套系統(tǒng)，整體轉(zhuǎn)向更加自如；推進系統(tǒng)采用V型油缸，如同靈巧關(guān)節(jié)，確保在狹小空間內(nèi)轉(zhuǎn)身流暢，避免“磕碰”。

此外，排渣系統(tǒng)同步優(yōu)化，輸送帶被拆分為多段，配備密集擋邊輥輪、深槽托盤與擋帶裝置，通過加密托輥間距、V型托舉結(jié)構(gòu)及可移動接料斗，徹底解決傳統(tǒng)裝備常見的“漏渣”與跑偏問題。

最核心的是導航定位系統(tǒng)，“墨子號”搭載由全站儀與激光靶組成的高精度導航系統(tǒng)，實時感知機身姿態(tài)和掘進位置，結(jié)合智能算法精準規(guī)劃掘進路徑，猶如裝備“地下北斗”?！澳犹枴睂崿F(xiàn)最小50米半徑轉(zhuǎn)彎，打破傳統(tǒng)TBM需百米半徑轉(zhuǎn)彎限制，為深地開發(fā)與應(yīng)用提供了更靈活、更高效的發(fā)展路徑。

隧道工程建設(shè)正從“大刀闊斧”走向“精雕細琢”，“小轉(zhuǎn)彎半徑”掘進技術(shù)不僅解決了特定掘進作業(yè)難題，更成為地下空間“二次開發(fā)”與“深度利用”的秘鑰，使隧道能在密集建成區(qū)靈活穿行，有效降低拆遷成本，支撐地鐵支線、地下物流“毛細血管”互聯(lián)，在深層管廊、山嶺隧道等場景實現(xiàn)精準避障與高效作業(yè)。

業(yè)內(nèi)預(yù)計，伴隨智能化、模塊化等技術(shù)迭代升級，“小轉(zhuǎn)彎半徑”掘進技術(shù)將成為深地開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵支撐。