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“穿山甲”舞“刀盘” 开挖直径仅2.5米 我国最小隧道掘进机挺进十堰啃“硬骨头”

时间:2021-09-27 10:01    来源:十堰晚报  字体:  打印  播报

“水源号”缓缓驶入事先开挖好的山体洞口。

秦楚网讯(十堰晚报)文、图/记者 朱江 报道:9月25日,在位于百二河水库的十堰市中心城区水资源配置工程施工现场,一台长约60米、开挖直径仅2.5米的微型 TBM(隧道掘进机)“水源号”,驶进百二河水库通往马家河水库的山体,月底将开挖输水隧洞。“水源号”是我国最小的微型 TBM,也是我国隧洞首次尝试超小直径的隧道掘进机作业。

开挖直径2.5米,我国最小隧道掘进机酷似“穿山甲”

TBM是目前隧洞掘进工程的关键设备,有“穿山甲”之称。作为一种隧洞掘进的专用工程机械,其集光、机、电、液、传感、信息技术于一体。

9月25日18时06分,在百二河水库通往马家河水库的山体处,头部分布着锋利旋转刀片的“水源号”,缓缓驶入事先开挖好的山体洞口。后期施工中,输水隧洞里如遇到极强岩爆和高强度花岗岩等“拦路虎”,“穿山甲”将舞动“刀盘”实现岩体破碎,解决超硬岩石“破岩难、效率低”等难题。

记者现场采访了解到,这台隧道掘进机切面直径仅2.5米,是我国最小的微型TBM。目前已知最小的TBM,是我国出口到黎巴嫩的一台开挖直径为3.5米的设备。

中铁十八局十堰市中心城区水资源配置工程4标段常务副经理苗斌介绍,目前这条长4.15公里的马家河水库引水至百二河水库支线输水隧洞,原设计采用传统的钻爆法,工期是54个月。为了早日实现通水,遂改用微型 TBM掘进的方式开挖隧洞,争取在25个月内贯通。被拆机装运的“水源号”于9月15日抵达项目现场,目前设备还在进一步组装中。

苗斌介绍,隧道掘进机是一个既能支撑隧洞洞壁,又能在隧洞中强力推进的圆形钢筒结构,是工程掘进机的一种,主要由刀盘、出渣及附属风水电系统组成。微型 TBM作业时,由其前端刀盘旋转和推进系统共同作用,碾压隧洞掌子面,破碎岩渣通过刮渣斗进入出渣系统,然后再输送至洞外,“与传统钻爆法施工方式相比,采用这种微型 TBM不仅可节约大量人力资源,保护生态环境,提高施工安全性,而且还大大提高了施工效率。”

中心城区水资源配置工程2017年启动

我市是南水北调中线工程核心水源区,肩负着“一库清水永续北送”的神圣使命。

黄龙滩、马家河、茅塔河、余家湾等4座水库,是我市中心城区的主要供水水源。其中,1978年建成的黄龙滩水库总库容为11.625亿立方米,目前担负着十堰城区80%的生产生活用水供应任务,其他3座水库的有效库容为2504万立方米,调节库容较小,供水可靠性较差。

黄龙滩水库的原输水管道使用寿命已达40多年,超过一般供水管道30年的使用年限,管道老化严重,导致漏损点多。加之取水高程低,市区地势高且起伏大,48公里的输水距离需要四级加压提水,才能满足城区用水需求,因此黄龙滩供水运行成本很高。

我市从2017年底正式提出并启动十堰市中心城区水资源配置工程。2019年3月18日,工程可研报告获湖北省发改委批复;2020年6月24日,初步设计报告获批。

3台隧道掘进机将同时作业,有望2024年底通水

2020年9月28日,输水线路总长73.14公里、22个作业面的十堰市中心城区水资源配置工程全线开工。其中,干线长68.99公里,马家河水库引水至百二河水库的支线长4.15公里。设计引水流量6.7立方米/秒,年总引水量1.67亿立方米,工程总投资约25.4亿元。

该工程引水从竹山县的潘口水库取水,取水口位于距潘口大坝约7公里的库区右岸深河乡茅坝村,自西南向东北方向输水;先后穿越竹山县深河乡、城关镇、文峰乡,房县姚坪乡、大木厂镇,茅箭区马家河村,最终输入马家河水库,并引入百二河水库。主要建筑物包括2处进水口、1座暗涵、4座倒虹吸、3座节制闸、3座退水闸和百二河进水口闸1座;全线共有5条输水干线隧洞、1条支线隧洞、8条施工支洞及19个施工生产生活区。

记者了解到,在总长73.14公里的输水线路中,6条隧洞长达71.017公里。其中,最长的五号隧洞是房县大木厂镇君地河至茅箭区马家河隧洞,全长29.2公里。

经过量身设计,十堰市城市水源有限责任公司从中国铁建重工集团定购3台硬岩 TBM。设计者结合十堰文化,为它们各自取了一个响亮的名字:武当号、水源号和东风号。其中,“水源号”系微型 TBM。

2021年5月18日,经过两天长途运输,硬岩 TBM“武当号”在长沙被拆机装运后,缓缓驶入马家河水库尾端十堰市中心城区水资源配置工程施工4标项目现场。与“武当号”同型号的“东风号”硬岩 TBM长280米、切面直径4米,已于6月30日下线,两机目前顺利进洞,从两端同时向中间作业。

伴随着“水源号”的成功投入使用,3台 TBM将同时在水资源配置工程施工现场作业。

截至目前,6条隧洞已掘进13.5公里。十堰市城市水源有限责任公司副总经理张彬介绍,整个输水工程计划2025年3月全部完工。若通过优化后,有望2024年底通水。

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