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“北山一號”成功完成首次地下轉(zhuǎn)彎

“北山一號”成功完成首次地下轉(zhuǎn)彎

中國北山地下實(shí)驗(yàn)室主體工程進(jìn)入快速施工階段

科技日報(bào)北京5月29日電 (記者矯陽)水平200米轉(zhuǎn)彎半徑、同時(shí)豎向380米曲線半徑,并將以螺旋方式在地下590米深處前行……這是正在建設(shè)的中國北山地下實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目施工現(xiàn)場,位于甘肅省肅北縣馬鬃山。5月29日,我國自主研制的大坡度螺旋掘進(jìn)機(jī)“北山1號”,在這里首次轉(zhuǎn)彎成功。

“初步驗(yàn)證了長距離極硬巖、小半徑螺旋轉(zhuǎn)彎、大坡度長距離下坡設(shè)計(jì)方案的可靠性,標(biāo)志著我國在這一技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的成果應(yīng)用取得重大突破?!敝需F十八局集團(tuán)北山地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)負(fù)責(zé)人許春獻(xiàn)說。

至此,中國北山地下實(shí)驗(yàn)室主體工程斜坡道,全面進(jìn)入快速施工階段。

中國北山地下實(shí)驗(yàn)室地質(zhì)條件以微風(fēng)化花崗巖為主,石英含量達(dá)25%至30%,巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度超過260兆帕,超出一般堅(jiān)硬巖石的標(biāo)準(zhǔn)200個(gè)單位,屬于施工難度較大的極硬巖地質(zhì)。“其中,螺旋斜坡道工程是實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵性主體工程,全長約7.2公里,由地表向下順時(shí)針螺旋式掘進(jìn),綜合坡度為10%,相當(dāng)于隧道每向前開挖10米,高度就要下降1米?!痹S春獻(xiàn)說。

“北山1號”由中國鐵建重工集團(tuán)和中鐵十八局集團(tuán)聯(lián)合打造,為中國北山地下實(shí)驗(yàn)室工程量身定制,也是全球首臺大坡度螺旋隧道掘進(jìn)機(jī),長約100米,直徑7.03米,能破解設(shè)備在連續(xù)性大坡度隧道中螺旋小轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)難題。

許春獻(xiàn)說,在我國,業(yè)內(nèi)習(xí)慣把用于水下及軟土地層的掘進(jìn)機(jī)稱為盾構(gòu)機(jī),把用于巖石地層的掘進(jìn)機(jī)稱為TBM。近20多年來,我國隧道掘進(jìn)裝備應(yīng)用歷經(jīng)從國外制造國外施工到自主制造自主施工,再到中國制造走出國門的技術(shù)飛躍,“北山1號”便是目前世界TBM領(lǐng)域領(lǐng)先的尖端技術(shù)代表。

為實(shí)現(xiàn)水平200米轉(zhuǎn)彎半徑、同時(shí)豎向380米曲線半徑螺旋式掘進(jìn),“北山1號”改進(jìn)了主機(jī)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),將設(shè)備整機(jī)尺寸控制在100米以內(nèi),直徑控制在7.03米,同時(shí)配備先進(jìn)的導(dǎo)向、方向控制預(yù)警、輔助駕駛自動巡航系統(tǒng),使掘進(jìn)機(jī)具備了大坡度、小轉(zhuǎn)彎半徑條件下的螺旋曲線掘進(jìn)能力。

通過采用高承載、窄刃形的新型滾刀,“北山1號”牙齒更鋒利,既能滿足極硬巖地質(zhì)條件下的施工要求,也提升了連續(xù)作業(yè)的可靠性和耐久性,使施工效率提高3倍,為安全、高效推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中國北山地下實(shí)驗(yàn)室是“十三五”國家規(guī)劃綱要開工建設(shè)的重大工程之一,2021年6月正式開工,建成后將成為世界上規(guī)模最大、功能最全、參與范圍最廣的地下實(shí)驗(yàn)室,填補(bǔ)我國在高放廢物處置技術(shù)地下現(xiàn)場研發(fā)平臺及設(shè)備的空白,為攻克高放廢物地質(zhì)處置這一世界性難題提供實(shí)驗(yàn)平臺和基礎(chǔ)。

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