創新而來，向新而往！中交天和推動TBM技術全麵升級 加快發展新質生產力

近日，從G219線西天山特長隧道掘進施工一線獲悉，由中交天和自主研製的“溫宿號”TBM實現曆史單日最高掘進45.3米、單月最高掘進827米，刷新了全球同級別、同類型和同類施工條件下TBM最高日掘進記錄。TBM是一種全斷麵硬岩掘進裝備，具有顯著的安全、環保、優質、高效等特點，在交通、水利、能源等基礎設施建設中的作用日益凸顯。用於G219線西天山特長隧道側平導洞掘進的“溫宿號”刀盤直徑8.83米，是目前穿越天山直徑最大、技術最先進的TBM。相較於傳統TBM，“溫宿號”創新性采用“仰拱塊鋪設+常規支護”掘進方式，配置超前地質預報、CFC超前探水、岩爆探測等先進技術係統，掘進的安全保障、環保效果、成洞質量和作業效率大幅提升。

推動TBM技術全麵升級，“溫宿號”“溫泉號”“昭蘇號”在天山之巔挑戰世界最大埋深公路隧道

G219線是我國目前唯一破萬公裏的國道，途經新疆、西藏、雲南、廣西四省區，快速連通中俄、中哈、中塔、中吉、中巴和中印，串聯阿拉山口等9個重要口岸。西天山是橫亙在“絲綢之路經濟帶”上最大的攔路虎，貫通包括15.7公裏西天山、9.13公裏莫遜山側平導隧道在內的西天山隧道顯得尤為重要。掘進過程中，“溫宿號”需穿越全、強風化石英片岩、流紋斑岩、大理岩等堅硬地層，隧道最大埋深超2365米，預測正常湧水量超38000立方米/日、最大湧水量超130000立方米/日，麵臨大埋深、高水壓、長距離掘進等重大難題。沿線還需穿越斷層破碎帶、影響帶及節理裂隙密集帶，存在突湧水、破碎帶軟岩大變形、岩爆等重大風險，其中岩爆地層就占掘進總長度的83%，掘進難度不言而喻。

為解決高水壓、大埋深、長距離硬岩掘進遭遇的岩爆、破碎帶、軟岩大變形、突泥湧水等重大難題，中交天和對為西天山隧道研製的TBM“溫宿號”“溫泉號”“昭蘇號”進行重大技術升級，配置可擴挖式刀盤、多層次多點位注漿係統、大扭矩高功率刀盤驅動、高效掘進長壽命刀盤、快速出渣連續皮帶機、微震監測、預處理及超前注漿加固裝置、CFC電法超前探測、超前堵水排水與高性能大方量緊急排水係統等。不僅“溫宿號”掘進成績優異，刀盤直徑8.73米的“溫泉號”以日均掘進20-40米的速度在短短2個月內就進抵莫遜山側平導隧道1200米以上深度，刀盤直徑8.83米的“昭蘇號”累計掘進總長度也已超過1300米。

采用全球首創新型壓注工法TBM，“天山號”“勝利號”成功掘進天山

在烏尉高速公路天山勝利隧道，中交天和自主研製的全球首創新型壓注工法TBM“勝利號”已累計掘進12800米，僅餘100米即可貫通天山。天山勝利隧道全長22.1公裏，是世界在建最長高速公路隧道，也是我國在建高速公路中典型的特長、高寒高海拔公路隧道。平均海拔3200米，具有典型高地應力、高寒、高地震烈度、高海拔、多斷裂帶、特長等“四高一多一特”特點。掘進過程中，遭遇大斷層破碎帶、軟岩大變形、岩爆、突泥突水、高地應力等世界性難題。隧址地震烈度Ⅷ度、最大湧水量約29000立方米/日，高壓湧水水壓達4兆帕，相當400米深水壓。惡劣的自然環境和複雜的地質狀況，傳統單一敞開式工法TBM無法滿足需要。 

為滿足天山勝利隧道掘進需要，中交天和在全球首次創新型融合敞開式工法與壓注混凝土工法TBM裝備，自主研製“天山號”“勝利號”，刀盤開挖直徑8.43米，擁有兩種掘進模式和三種支護方式，可在複雜地層安全、環保、優質、高效地掘進。在較好圍岩條件下，采用敞開式工法掘進（TSA）;在破碎帶、軟弱圍岩、岩爆地層，采用單護盾鋼模板壓注混凝土支護掘進（TE）；在極破碎帶、軟岩大變形、強岩爆地層段，采用單護盾鋼管片支護掘進（TS）。“勝利號”最高日掘進35米、月掘進528米，創造大直徑TBM在高寒、高海拔、高地應力環境掘進新紀錄。“天山號”僅用80天成功穿越最大、最危險斷裂帶——F6博羅科努-阿其克庫都克斷裂帶，攻克最大“攔路虎”。目前，已獲發明、實用新型20餘項。經中國機械工業聯合會鑒定，壓注混凝土工法成果已達國際先進水平，其中壓注混凝土支護工法技術、雙模式TBM裝備技術已達國際領先水平。其成果榮獲2023年度江蘇省科技進步二等獎。

出口中國刀盤直徑最大TBM，“雲頂一號”“雲頂二號”助力“一帶一路”建設

東南亞目前最長、被稱為馬來西亞東海岸鐵路“咽喉”工程的雲頂隧道，采用由中交天和研製的敞開式TBM“雲頂一號”“雲頂二號”掘進。刀盤開挖直徑8.98米，是中國出口最大的TBM，由馬來西亞總理親自按下掘進啟動鍵。在攻克無數個重大難題後，兩台現已累計掘進超過16000米，為馬來西亞東海岸鐵路2025年全線貫通奠定了堅實基礎。

雲頂隧道總長16.39公裏，建成後將成為東南亞第一長隧道，地質狀況極為複雜，花崗岩地層占比高，岩石堅硬，部分高達200兆帕，對TBM在硬岩環境下的破岩能力和刀盤結構可靠性無疑是重大考驗。中交天和為“雲頂一號”配置應對各項難題的“工具包”，采用包括L1區錨、網、拱架、噴聯合強支護，多類型超前地質探測等世界先進技術，其中：刀盤結構按最大受力5倍的安全係數進行有限元校核，優化刀盤表麵，滿足長距離硬岩掘進需要；配置超前地質探測係統，自主探測前方100米地質狀況，提前做好應對不良地質措施。“雲頂一號”以較傳統鑽爆法開挖高出2-3倍的速度連續掘進，即便接連遭遇圍岩破碎、塌方、地質變化快、大變形、強岩爆、突泥湧水、日湧水量達1萬立方米等世界性難題，依舊實現最高日掘進40米、月掘進650米的好成績。“雲頂二號”與“雲頂一號”平行掘進，目前已累計掘進超過7600米，為馬來西亞東海岸鐵路按期貫通創造了條件。

研製中國首台礦用單護盾TBM，為煤炭資源采掘方式帶來重大技術變革

近日，中國首台用於煤礦巷道掘進的單護盾TBM在中交天和總裝調試完畢，用於榆林市府穀縣古城一號煤礦副斜井掘進，為煤礦斜井單護盾TBM自主研製和成功應用提供了全新工法案例。

傳統的煤礦巷道掘進主要采用鑽爆法，普遍存在支護工作量大、勞動強度高、掘支不平衡等問題。相較傳統的鑽爆法，中交天和自主研製的單護盾TBM具有安全性好、掘進速度快、環保效果好、成巷質量高、綜合效益佳等明顯優勢，尤其是掘進效率較傳統鑽爆法提高了近3倍。榆林市府穀縣古城一號煤礦斜井掘進長度約2.1公裏，但地質狀況複雜，需下穿6度下坡、破碎帶、軟岩和瓦斯地段。中交天和采用背推、超前鑽機係統等適應性設計，有效解決了泥岩糊刀盤、漏頂破碎帶清理、斜井反坡排水等重大難題，滿足在瓦斯地層掘進防爆要求，實現整機輕量化設計，可快速組裝拆卸和高效掘進。在元器件設計選型時，確保所有組件通過國家權威機構認證，尤其是符合煤礦生產環境特殊標準與規範。

成功應用引水輸水雙護盾TBM，“刺桐號”“啟航號”“大禹號”開啟當地民眾新生活

被譽為“泉州生命之渠”的北高幹渠功能調整輸水工程，不僅關乎泉州市未來的長遠發展，更與當地千家萬戶民眾的飲用水安全息息相關。近日，中交天和為該工程研製的刀盤直徑6.8米敞開式TBM“刺桐號”成功穿越難度最大的斷裂帶，為全線如期貫通創造了條件。

中交天和為菲律賓凱薩卡輸水隧道研製的雙護盾TBM“啟航號”已步進始發。凱薩卡輸水隧道全長約6.1公裏，建成後將有效改善菲律賓首都及周邊地區用水緊張問題，惠及當地民眾1500萬人。針對大坡度向下掘進及可能出現的大流量湧水，加裝防溜車和抽排水設施，確保“啟航號”在突湧水、硬岩、大坡度等複雜地質條件下順利掘進。同期，中交天和為萊索托王國高地引水工程34.42公裏輸水隧道研製的兩台雙護盾TBM“大禹雪盾號”“大禹長鋒號”抵達現場。高地引水工程作為萊索托王國和南非共和國最大雙邊基礎設施項目，建成後不僅可解決南非共和國用水緊張問題，還能帶動萊索托王國電力水利事業發展，實現電力供給自足。

中交天和自主研製的TBM廣泛應用於國內外水電、水利、地鐵、公路、高鐵、煤炭等不同領域，得到政府、業主和當地民眾高度認可。作為引領重大裝備高質量發展的主力軍，中交天和以科技興企、科技強企為目標，堅持創新驅動發展，深度服務國家重大工程和“一帶一路”建設，積極推動包括TBM在內重大裝備的綠色化、數智化，持續強化重大裝備應用的安全、環保、優質與高效，加快培育和發展新質生產力，為全麵落實“製造強國”戰略提供強大技術支撐。