當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的觸角不斷向復(fù)雜地貌延伸，全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機（TBM）成了破解地質(zhì)難題、拓展施工邊界的掘進(jìn)利器。近幾年，中鐵一局城軌公司以技術(shù)創(chuàng)新為刃，從城市地鐵盾構(gòu)集群管理的舒適區(qū)，毅然邁向崇山峻嶺與高海拔礦區(qū)的TBM攻堅戰(zhàn)場，走出一條向新而行的破局之路。

牛刀初試：在極限硬巖中雕琢城市動脈

　　深圳地鐵8號線三期工程，是中鐵一局城軌公司進(jìn)軍TBM領(lǐng)域的“首場秀”。這條承載著深圳人“坐著地鐵去看海”愿景的山海專列，其背后的出入線區(qū)間施工，堪稱一場“硬碰硬”的較量。

　　據(jù)介紹，該出入線區(qū)間包含復(fù)雜的明挖、暗挖以及TBM掘進(jìn)段。為了打通區(qū)間隧道，兩臺雙護(hù)盾TBM需在全斷面微風(fēng)化花崗巖地層中累計穿行超2500米。

　　“巖石單軸抗壓強度最高達(dá)到143.8兆帕，盾構(gòu)機就像在厚厚的鋼板上打洞。”項目負(fù)責(zé)人王金平回憶道，“在極端的硬巖中施工，刀具磨損速度遠(yuǎn)超預(yù)期。幾百斤重的滾刀，全靠建設(shè)者在悶熱潮濕的刀盤內(nèi)部手工更換，作業(yè)空間狹小、換刀頻率高，這對大家的體能和意志是雙重消耗。”

　　為破局，項目建立了一套嚴(yán)格的實時監(jiān)測與預(yù)防性換刀制度，實時探查地質(zhì)情況，并根據(jù)巖石的硬度變化，不斷優(yōu)化刀具配置、調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，使推力、轉(zhuǎn)速、貫入度三位一體動態(tài)匹配，實現(xiàn)安全平穩(wěn)掘進(jìn)。

　　據(jù)悉，這段線路存在一個300米的小半徑曲線，TBM要在群山中畫出一個反“C”字形大彎。長達(dá)150米的龐大設(shè)備要在全斷面硬巖中轉(zhuǎn)彎，稍有不慎就會導(dǎo)致隧道軸線偏離，甚至引發(fā)卡盾。技術(shù)團隊成天泡在高溫掌子面，調(diào)整分區(qū)推力參數(shù)，采用人工復(fù)測與自動導(dǎo)向系統(tǒng)聯(lián)動的辦法，一環(huán)一復(fù)核、一米一推進(jìn)，硬生生在堅巖中摳出了一條精準(zhǔn)的曲線軌跡。

　　掘進(jìn)姿態(tài)穩(wěn)住了，質(zhì)量把控同樣不容有失。在大埋深全斷面微風(fēng)化硬巖隧道施工中，TBM面臨易“栽頭”、高振動下設(shè)備故障頻發(fā)、管片注漿防水效果差以及無尾刷工況下豆礫石與水泥漿竄流等行業(yè)共性難題。為此，建設(shè)團隊扎根現(xiàn)場開展多輪技術(shù)試驗，系統(tǒng)優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)、重構(gòu)預(yù)防性維保體系、迭代回填注漿工藝，創(chuàng)新提出“管片預(yù)加固+刀盤轉(zhuǎn)速精準(zhǔn)調(diào)控”組合措施，從根源上遏制了強振動引發(fā)的各類問題，顯著提升了成型隧道管片質(zhì)量。

　　針對長距離、大坡度運輸?shù)母吡镘囷L(fēng)險，項目自主研發(fā)了水平編組列車“四保險”防溜系統(tǒng)，通過倒車影像、防溜鉤、軟連接鏈與鐵鞋的協(xié)同運用，為運輸安全擰緊一道道保險。同時，在隧道內(nèi)布設(shè)了無線遙控式防溜車擋，一旦監(jiān)測到異常，操作人員可遠(yuǎn)程啟動攔截裝置，實現(xiàn)險情的快速處置，從源頭上筑牢運輸安全防線。

　　最終，建設(shè)團隊提前20天實現(xiàn)TBM段雙線小凈距隧道精準(zhǔn)貫通，為全線順利通車奠定了堅實基礎(chǔ)。

勇闖高原：小半徑曲線與破碎地層的突圍

　　從溫暖的華南沿海轉(zhuǎn)戰(zhàn)至海拔3550米的川西高原，中鐵一局城軌公司在馬爾康嘉達(dá)鋰礦項目，開啟了礦業(yè)TBM工程建設(shè)的全新征程。

　　這條全長約5.3公里的隧道，是礦區(qū)探礦工程的核心通道。直徑5.13米的（敞開式+護(hù)盾）TBM，肩負(fù)著機械化、智能化破巖的重任。

　　初上高原，建設(shè)者首先要克服高寒缺氧的生理挑戰(zhàn)。含氧量不足平原地區(qū)的70%，走幾步路便氣喘吁吁，更不用說搬運沉重的物資、操作復(fù)雜的機械。崎嶇險峻的上山臨時道路，讓TBM設(shè)備運輸成為第一道難關(guān)，項目團隊耗費40余天才將整機設(shè)備安全運抵現(xiàn)場。

　　真正的考驗才剛剛開始。隧道內(nèi)一處長177.3米極小半徑曲線段，其100米的轉(zhuǎn)彎半徑已逼近TBM的設(shè)計極限。“就像讓巨蟒在管道里翻身”，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人何正學(xué)形容道。由于地質(zhì)條件復(fù)雜，轉(zhuǎn)彎過程極易發(fā)生臺車掉道、設(shè)備卡盾等險情。

　　項目團隊沒有退縮，他們通過反復(fù)摸索，精準(zhǔn)控制TBM推進(jìn)參數(shù)與推進(jìn)油缸行程，讓盾體像“毛毛蟲”一樣一步步前進(jìn)過彎。高濕揚塵的洞內(nèi)環(huán)境，測量儀器頻繁失靈。測量人員穿梭在粉塵中，頻繁校準(zhǔn)儀器數(shù)據(jù)。歷經(jīng)30多個日夜的艱難跋涉，終于讓TBM平穩(wěn)通過了這段極限曲線。

　　然而，高原地質(zhì)的脾氣遠(yuǎn)不止于此。由于隧道局部區(qū)段遭遇了嚴(yán)重的破碎帶，圍巖松散、頂部空腔頻發(fā)，導(dǎo)致TBM的支撐靴無法著力，換步作業(yè)時，設(shè)備不僅無法提供足夠的撐靴反力，前盾還會出現(xiàn)明顯的回退。進(jìn)度一度陷入停滯，安全風(fēng)險也隨之攀升。

　　辦法總比困難多。項目組建技術(shù)攻關(guān)小組，對TBM進(jìn)行了一次“外科手術(shù)式改造”：他們在前盾底部加裝了三道止退裝置。換步時，下壓油缸將倒齒壓入巖體，像錨一樣咬住地面，有效約束了前盾的回退。在伸縮外盾的下方增設(shè)一組輔助撐靴，進(jìn)一步擴大與圍巖的接觸面積。支撐盾的尾部，也被安裝上了輔推裝置。同時，引入HSP超前地質(zhì)預(yù)報儀，提前探測圍巖完整性，制定差異化支護(hù)方案。憑借這套“組合拳”，全方位保障設(shè)備推進(jìn)穩(wěn)定性。

　　通過這些實用的設(shè)備改造，以及慢掘進(jìn)、小擾動、短進(jìn)尺、勤換步、強支護(hù)等保障措施，TBM先后8次安全穿越破碎帶，在雪域高原上驗證了一局建設(shè)者的智慧和勇氣。

穩(wěn)扎穩(wěn)打：挑戰(zhàn)六公里獨頭掘進(jìn)難題

　　當(dāng)馬爾康的風(fēng)雪尚未停歇，湖南郴州臨武縣神家灣的群山深處，一場關(guān)于耐力的TBM攻堅戰(zhàn)已悄然打響。

　　神家灣選礦廠排洪隧道全長6.1公里，采用一臺開挖直徑6.3米的（敞開式+護(hù)盾）TBM獨頭掘進(jìn)。地層中淺變質(zhì)長石英砂巖與強風(fēng)化碳質(zhì)板巖交織，遇水即軟的特性讓施工風(fēng)險陡增。

　　泥濘的掌子面前方，掉塊、塌方的風(fēng)險如影隨形。建設(shè)團隊確立了“慢掘進(jìn)、勤換步、強支護(hù)”的施工策略，他們在泥濘的空間里架起一榀又一榀厚重的鋼拱架，為設(shè)備尾部加長了護(hù)盾，在拱頂加裝雙層錯格鋼筋網(wǎng)，將原本脆弱的泥石巖洞支撐了起來。

　　隨著TBM向大山深處越鉆越深，六公里的超長距離，洞內(nèi)通風(fēng)成了懸在所有人心頭的難題，風(fēng)流沿途的摩擦阻力劇增，新鮮空氣難以送達(dá)最前端的掌子面。

　　技術(shù)人員迅速行動，在洞外布置3臺90千瓦的大功率壓入式主風(fēng)機，中途加設(shè)二次接力風(fēng)機。為了防止柔性風(fēng)筒在曲線段磨損漏風(fēng)，每天安排專人沿著隧道細(xì)致排查，發(fā)現(xiàn)破損處及時進(jìn)行修補維護(hù)，有效保障了長距離隧道通風(fēng)。

　　出渣運輸線是長距離掘進(jìn)的另一命脈。長達(dá)數(shù)公里的連續(xù)皮帶機在日夜不停的運轉(zhuǎn)中，極易發(fā)生跑偏、撕裂。一旦皮帶停轉(zhuǎn)，前方的掘進(jìn)便會被迫按下暫停鍵。

　　為了保證出渣順暢，建設(shè)團隊在皮帶機沿線加密了支架間距，加裝了跑偏限位輥輪。發(fā)現(xiàn)偏移跡象后，維護(hù)人員會及時調(diào)整托輥角度，將皮帶糾正至正常軌跡，確保出渣大動脈暢通無阻。正是這種穩(wěn)扎穩(wěn)打的態(tài)度，讓TBM在復(fù)雜地層中穩(wěn)步推進(jìn)。

　　從繁華都市到高寒山嶺，從極限硬巖到破碎地層，中鐵一局城軌公司在TBM領(lǐng)域的每一次突破，不僅積累了豐富的施工經(jīng)驗，更鍛造了一支能打硬仗的管理團隊。未來，公司將緊跟“兩全”戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型指引，在TBM施工新賽道上持續(xù)攻堅，為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展注入源源不斷的“活水”。

TBM成型隧道

深圳地鐵8號線三期工程出入線區(qū)間雙線貫通