地下工程装备攻关取得新突破

全球首台大坡度螺旋隧道掘进机长沙下线

由我国自主研发的全球首台大坡度螺旋隧道掘进机“北山1号”，9月4日在中国铁建重工集团长沙第二产业园下线。该掘进机同时具备在大坡度和小转弯条件下的螺旋掘进能力，标志着我国地下工程装备的科技攻关取得新突破。

“北山1号”由中国铁建重工集团、中铁十八局集团联合打造，将参与中国北山地下实验室斜坡道建设。斜坡道长约7.2公里，由地表向下顺时针螺旋式掘进，综合坡度为10%，相当于隧道每向前开挖10米，高度下降1米。

“在这样连续性大坡度、螺旋小转弯隧道中，采用全断面硬岩掘进机施工，国际上尚无先例可循。”承建单位中铁十八局北山地下实验室建设负责人许春献介绍。

“北山1号”开挖直径7.03米，整机长约100米，在掘进机中属于“中等身材”。中国铁建重工集团掘进机研究设计院工程师龙斌介绍，该掘进机压缩了结构尺寸，有利于螺旋小转弯的方向控制；配套的连续皮带机也具有连续同向小转弯的能力，保障了隧道出渣效率。

螺旋下降过程中，每一个转弯角度都要精准。研制团队同步改进了主机系统的空间结构和控制系统，利用先进的导向系统、方向控制预警系统和辅助驾驶自动巡航系统，掘进机的水平转弯半径扩展到200米、竖向曲线半径达380米，在大倾角隧道施工中实现自由转弯、连续下坡。

北山地下实验室是国家重点工程，工程地质以微风化花岗岩为主，岩石单轴饱和抗压强度超过260兆帕，属于施工难度大的极硬岩地质。

与极硬岩正面较量毫不“手软”，“北山1号”如同一个“巨型电钻”。据介绍，掘进机刀盘采用新型结构，刀盘与滚刀之间形成临空面，让极硬的花岗岩更容易剥落；结合高承载、窄刃形的新型滚刀，让掘进机的“牙齿”更能扛压、更加锋利，施工效率比传统平面刀盘掘进机提高了3倍。

（文/曹娴 胡清 陈凡）