9月24日,成都平原秋意正浓,而在中铁高新智能装备制造基地内,一场关于“中国智造”的盛会正如火如荼。由蜀道集团与中铁装备联合研制的全球最大直径双护盾TBM——“越喜号”,在此正式下线。
这台开挖直径达13.01米的“钢铁巨龙”正式完成工厂总装调试,整装待发,即将奔赴凉山,投入金口河至西昌高速公路(以下简称“金西高速”)越喜隧道的建设。它的成功下线,不仅拉开了国内高速公路领域首次采用大直径双护盾 TBM 开展主洞掘进的序幕,刷新全球同类型TBM的直径纪录,更标志着我国在复杂地质条件下超大直径隧道施工装备领域取得新的重大突破。
(“越喜号”TBM实拍图)
>>>向山而行:
国内在建最长高速公路隧道迎来“破局者”
越喜隧道地处四川省凉山彝族自治州越西县与喜德县交界处,采用分离式双洞设计,是金西高速核心控制性工程。越喜隧道的施工难度,集中体现在“长、深、碎、险、敏、窄”六个字上。
一是“长”与“深”的极限考验:越喜隧道全长约18.4公里,最大埋深1011米。超长独头掘进导致通风排烟、反坡排水及应急救援难度呈几何级增长,对施工组织是极大考验。
二是“碎”与“险”的地质困局:全隧道Ⅳ级围岩占比高达81.6%,洞口浅埋、软岩破碎,自稳能力极差,极易发生塌方。同时,微瓦斯环境要求全过程防爆管理,千米深埋带来的高地应力更潜藏岩爆风险。
三是“敏”与“窄”的施工制约:穿越生态敏感区要求“零扰动”,限制了辅助坑道开挖;加之洞口紧邻成昆铁路复线,必须采用非爆破机械开挖以防扰动运营线路,且高山峡谷地形导致施工场地极度狭小,大型设备调度困难。
工期要保,安全要守,生态要护。面对多重约束,建设团队跳出单一工法的思路,把破局的关键交给了量身定制的“大国重器”——全球最大直径双护盾TBM“越喜号”。
(越喜隧道总体布置平面图)
>>>重器觉醒:
13.01米,“钢铁巨龙”在川诞生
答案,在总装车间里一盏盏亮到深夜的灯下成形。从第一张图纸到第一个构件,从刀盘焊接到盾体合拢,数百名工程师、数千道工序,每一次吊装、每一次校准、每一次测量,都是中国制造不断突破“顶峰”的印记。
“越喜号”正是为适应这一超特长隧道及复杂地质条件而量身定制的穿山利器。该“地下航母”开挖刀盘直径13.01米,为全球最大直径双护盾TBM;整机长220米,相当于一列标准高铁动车组首尾相接的长度;总重3500吨,约等于800头成年亚洲象的重量。设备由刀盘、盾体、主驱动、主推进、钢排架拼装、豆砾石吹填、箱涵拼装等37个系统组成,可同步完成掘进、管片衬砌、围岩支护、出渣及安装,工序并行,效率比传统钻爆法提升3至5倍,在大幅提升工效的同时,将人员从高风险作业面中解放出来,把施工对周边生态环境的影响降至最低。
(“越喜号”隧道掘进机效果图)
>>>硬核配置:
会感知、能决策的“科技芯”
13.01米的开挖直径、5600千瓦的主驱动功率、55335千牛·米的脱困扭矩——这一串数字背后是“越喜号”领跑国际同领域先进水平的底气,更是中国建设者把关键核心技术掌握在自己手中的坚定回答。
首创“一机双能”。为满足公路隧道停车带设置需求,最大限度减少工程浪费与生态影响,采用“管片+钢排架”的组合支护型式,TBM在掘进中由管片支护隧道底部、钢排架支护隧道拱部,后期仅需对钢排架进行拆除,即可进行停车带扩挖施工,施工难度和风险大幅降低,该工法属世界首创。此外,针对山岭隧道不同围岩级别对管片结构支护强度的差异化需求,选取地质较好的段落,专门设计了薄管片,在保证施工安全的前提下有效节约工程造价,“越喜号”也由此成为世界首台实现不同厚度管片施工的护盾式TBM。
定制化“破岩利器”。刀盘是它与岩层短兵相接的“铁齿钢牙”。面板采用高强度结构钢,全盘布置83把19寸镶齿滚刀,辅以全方位耐磨防护设计,既有效降低滚刀磨损,又大幅减少长距离掘进中的换刀频率,为施工连续性提供可靠保障。
防卡机专项设计。软弱破碎围岩防卡机综合包括多维超前探测、超前加固、大扩挖能力、盾体锥形阶梯设计、盾体润滑孔排、盾体间隙监测、刀盘可变出渣口、正反转出渣、大推力、大扭矩、高压脱困模式等多种设计。 其中,盾体被设计成倒锥形的阶梯收窄结构——前大后小、一级一级往里收,像一截倒插的“宝塔”;整体再预留一定偏心量,又像一把微微侧倾的巨型楔子。正是这两处巧思让它在岩层里游刃有余,收窄的身形减小摩阻,预防围岩因地应力变化而产生的掘进后洞口直径收缩变小问题,不易被围岩“咬死”,偏心的身位留出调向余量,掘进更稳、转向更灵。遇上软硬交替地层还能切换工作模式,主动适配复杂地质,降低软岩挤压大变形带来的卡机风险。
(19寸镶齿滚刀)
智慧“千里眼”与“顺风耳”。真正体现“智慧”的,是它的感知与决策能力。多台多功能超前钻注一体机分置于不同部位,像一双“顺风耳”贴紧岩壁,通过钻进震动反馈与孔内探测多角度“听”清前方地质构造,实现“边探边掘、超前加固”;自动激光导向系统则如“千里眼”般锐利,将测量误差锁定在3毫米以内,为万米级隧道精准掘进提供“毫米级导航”。它让智能感知成为眼睛,看清前方每一米的未知;让地质探测成为耳朵,听见岩层深处每一丝风险信号;让精准掘进成为本能,控制每一次推进的毫厘;让安全防控成为底线,守住每一道风险的边界。
(“越喜号”TBM主控室)
>>>智汇蜀道:
双线并进的“蜀道方案”
在越喜隧道建设中,蜀道集团组织多方充分论证,确定了“左洞TBM超前、多通道辅助右洞”的“长隧短打”施工方案——左洞引入全球最大直径双护盾TBM“越喜号”,右洞采用全工序机械化钻爆法,双线并进,形成一套全新的工法体系。
“TBM+全工序机械化钻爆法”组合工法,借助辅助横通道、斜井等辅助坑道增设施工作业面。两种工法优势互补,既充分发挥TBM快速掘进效能,又提升不良围岩区段施工适应性,化解复杂地质条件带来的施工制约。这一联合施工模式在全国高速公路建设领域极具代表性,是蜀道集团针对复杂地质条件下特长隧道施工的一次重要创新实践,为同类工程提供了可复制、可推广的“蜀道方案”。
(越喜隧道左右洞效果图)
>>>路通人和:
凉山三县迈入“高速时代”
(金口河至西昌高速公路路线方案图)
一条隧道牵动一条高速一条高速兴旺一方土地,点亮万家灯火。金西高速承载的,远不止于工程本身的意义,更是服务沿线人民群众“畅安舒美”出行需求,加快建设人民满意交通的生动实践。这条高速建成后,将彻底结束凉山州甘洛、越西、喜德三县不通高速的历史,破解雅西高速冬季冰雪交通管制难题,实现全天候通行。届时,沿线地区将进一步融入成渝地区双城经济圈,助力巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接,加速矿产、农业、文化旅游等资源开发,完善四川“四向八廊”综合交通走廊,全面促进凉山州及沿线地区经济社会高质量发展,为建设现代化新凉山注入强劲动力。
从工厂到群山,从图纸到通途。登峰而行,是蜀道集团的使命;穿山越岭,是“大国重器”的回答。当“越喜号”在地下深处轰鸣掘进,它打通的不仅是物理上的隧道,更是通往共同富裕的康庄大道。
向新聚力,智汇蜀道。这是蜀道集团的答案,是四川交通的答案,更是中国装备、中国建造的答案。