问题:在抽水蓄能电站、城市地下工程和深地开发等建设场景中,隧洞往往空间受限、线路曲折、埋深大、地层硬,掘进装备不仅要“能挖”,更要“会转”“转得准”。
长期以来,传统掘进装备在小半径转弯方面受结构刚性、施工组织与出渣方式制约,尤其在微型装备领域,既要满足狭小断面施工,又要在急弯条件下保持姿态控制和掘进效率,工程痛点突出。
原因:一方面,掘进机本体需要在强载荷、高磨蚀的硬岩环境中保持稳定,结构越刚性,越难实现灵活转向;另一方面,小半径转弯对导向控制、铰接能力、姿态修正和运输出渣协同提出更高要求,转弯半径越小,设备布置与施工组织越复杂。
加之深埋高水压、上坡掘进等工况叠加,任何环节短板都可能放大为施工风险与工期不确定性。
影响:此次“安岳号”完成试掘进并实现短期掘进超100米,意味着国产微型掘进装备在“极限转弯+复杂工况”条件下的可用性得到工程化验证。
“安岳号”直径3.53米,定位为小半径转弯敞开式掘进机,最小转弯半径达到25米,刷新掘进机最小半径转弯纪录。
其应用场景为安庆市岳西抽水蓄能电站地下厂房自流排水隧洞建设,面对5%坡度上坡、约30米极限转弯、深埋约500米及高水压硬岩等多重约束,试掘进的顺利完成不仅为后续施工奠定基础,也为类似“深埋、急弯、硬岩”的隧洞工程提供了装备选型和工法组织的参考路径。
对策:针对急弯与高效掘进并存的需求,研发团队采取紧凑化总体设计,强化铰接转向能力,并在出渣环节采用“连续皮带机+矿车编组”的组合方式,以适配转弯半径受限条件下的连续运输与效率要求。
业内人士指出,小半径转弯能力已成为衡量掘进装备性能的重要指标之一。
此前,传统超大直径盾构机转弯半径通常在数百米甚至更高水平,小半径转向长期是行业难点。
中交天和方面表示,公司围绕小半径转弯技术持续攻关,已实现从超大直径盾构机到大型、中型、小型、微型掘进机的系列化突破。
以“兴业号”15.76米超大直径盾构机为例,通过主动铰接等技术路径,在工程应用中将极限转弯半径缩小至450米以内,体现了从“能转弯”向“可控转弯、精准转弯”的能力跃升。
前景:随着国家推进深地深海探测、抽水蓄能等重大工程建设以及城市地下空间综合开发,隧道线路优化与空间资源约束将更加突出,掘进装备正从“规模化、单一工况”走向“高性能、高精度、高灵动”。
业内预计,小半径转弯、姿态自适应控制、硬岩高效破岩与智能化施工组织将成为未来装备迭代的重点方向。
此次“安岳号”在极端工况下完成试掘进,显示国产装备在受限空间掘进领域加速迈向工程化、系列化与标准化应用,有望带动相关工法、运维体系与配套产业链协同升级。
“安岳号”掘进机的突破,不仅是一项技术纪录的诞生,更是中国制造向创新驱动转型的生动写照。
在全球化竞争与国内高质量发展的双重背景下,以核心技术自主可控为支点,我国正逐步从“工程大国”迈向“技术强国”。
未来,随着更多“卡脖子”难题被攻克,中国装备的全球影响力必将进一步彰显。