仅露半张脸！此中交天和TBM照片背后的故事

2024年11月20日摄于世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道出口端12800米深处。它就是由中交天和自主研发的全球首创新型压注工法（TBM）硬岩掘进机“胜利号”，此时它已顺利完成掘进任务，在此等候与它“孪生”、距露面还有35米的“天山号”，届时该隧道中导洞将顺利贯通。等待这一刻已经52个月，这是一久久不能忘怀、激动不已的时刻，其背后的故事有艰辛、有泪水、有喜悦……

 欲揽瓷器活 必有金刚钻

天山胜利隧道平均海拔3200米，具有四高一多一特（即高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长）的特点，属特长高寒高海拔公路隧道。TBM掘进中遭遇了大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题。隧址地震烈度为Ⅷ度、最大涌水约29000立方米/天，高压涌水水压可达4兆帕（相当于400米水深压量力）。恶劣的自然环境和复杂的地质状况，传统矿山法和单一敞开式TBM工法均难满足掘进要求。若采用常规的钻孔爆破方法，天山胜利隧道贯通大概需要12年。

瓷器活在这，金刚钻必须跟上。为顺利掘进天山胜利隧道，公司在世界范围内首次创新性融合敞开式TBM掘进机与压注式混凝土工法，使“天山号”“胜利号”同时具备两种掘进模式和三种支护方式，即：对较好围岩条件采用敞开式工法掘进（TSA）模式；对破碎带、软弱围岩、岩爆地层采用单护盾钢模板压注式混凝土支护掘进（TE）模式；对极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层采用单护盾钢管片支护掘进（TS）模式，避免塌方对作业人员和工程设备带来安全风险，确保在大变形、强岩爆、多断裂带等复杂地层下安全、环保、高效地掘进。“胜利号”“天山号”开挖直径8.43米、全长282米、重量约2000吨，国产化率98%以上，是建设天山胜利隧道的最关键装备。

据设备使用单位——中交二公局天山胜利隧道项目专家、顾问、高级工程师曹刚介绍，“胜利号”是我接触和从事隧道施工30多年来见到功能最完备、自动化程度最高的TBM掘进机，它除了具备传统敞开式TBM所有的功能外，遇到大断层破碎带、软岩大变形等世界性难题，只需切换成另外一个掘进模式，就可以实现在多种复杂地层下安全、环保、快速、高效掘进。压注法施工现场还具有无需混喷、无需清渣，施工环境好，机械化程度高，支护工作量小，劳动强度低而且成型初衬质量好等优点。“胜利号”日掘进最高达35米、月掘进最高达528米，创造了高海拔、高地应力环境的掘进新纪录。

目前，“胜利号”“天山号”已获发明、实用新型合计20余项，并经中国机械工业联合会鉴定，压注式混凝土工法成果已达国际先进水平，其中的压注式混凝土支护工法技术、双模式TBM装备技术达国际领先水平。

有了先进掘进神器 人才也是关键

四年前，他们从不同的地方汇集到这里，组建了TBM服务技术团队。这是一支精英团队。他们平均年龄37岁。其中，TBM技术人员41人，大学本科以上学历5人，大专以上学历11人。“TBM对地质结构要求比较高，比较适合坚硬岩石。与传统钻爆法不同，TBM工作起来更高效、优质、安全、环保，更适合。”项目副经理张岩说。自开工以来，他们针对胜利隧道的地质结构施工特点，有针对性地采取了一系列切实可行的措施。在工程技术人员的不断钻研下，使用配套的TBM步进机构，在步进的同时铺设门型仰拱块，快速步进到始发位置，为TBM区间早日贯通打下了坚实的基础，受到业主的高度赞扬。2021年12月6日，TBM穿越V级围岩破碎带时，岩层松软且富水，造成TBM刀盘卡住无法转动。为尽快脱困，公司项目服务团队与施工、监理及国内多位知名专家共同会诊，查明卡机原因，制定切实可行的脱困方案。通过全体员工24个日夜不停奋战，2021年12月30日15时26分，终于实现了成功脱困，为后续施工中穿越不良地质带奠定了坚实的基础，为国内外高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长隧道TBM施工积累了宝贵的经验。

  以工匠精神锤炼职业技能

项目部为了培养更多的TBM技术人才，通过“导师带徒”活动，从TBM团队里精选业务熟练、经验丰富的技术骨干，言传身教、以身作则，发挥传、帮、带的作用，以项目领导担任组长并亲力亲为进行传授，使“导师带徒”形成强有力的组织保证。同时，为保证每位学员都有导师带，项目部还制定了切实可行的授技内容、目标和学习计划，进一步明确师徒的职责和任务，从而不仅使新学员的岗位技能得到尽快提升，还培养和塑造了他们一种认真负责的敬业精神、不断追求完美和极致的工作态度。复杂的地质环境，TBM在掘进过程中就曾出现较严重的岩爆。看似表面光滑完整的围岩，在不断的爆鸣声中成片状或块状不停掉落。“太可怕了，还好做了支护。”韩永富告诉笔者，如此强烈的岩爆，幸好采用TBM掘进，并提前进行了加强支护，若采取人工钻爆，坍塌部分没有实体支撑，那对于他的工友们则是一场灭顶之灾。TBM服务团队在解决困难的过程中还展现出了极高的创新能力。例如，在面对复杂的地质结构时，团队制定了地质预测剖面报告，提供了精准施工“路线图”；针对破碎围岩造成堆压皮带造成停机的问题，在刀盘内增加了隔渣板，避免过大石块进入的同时也解决了渣量瞬时增大的问题。针对“人、机、物、环、管”方面的问题，升级了TBM智能化支护系统和操作系统，创新了定机、定岗、定责、定量“四定管理法”，使单岗作业效率翻了一番。这种对项目品质高度负责，正是中交天和项目服务团队的真实写照。

天山胜利隧道建设采用“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺，利用TBM快速掘进的优势，为双主洞开辟辅助工作面，实现“长隧超短打”，高峰期可实现主洞6个工作面同时作业，工期可缩短至52个月。公司还将保持持续科技创新，不断提升TBM掘进创效潜能，用更多新纪录、新佳绩推动企业高质量发展，让中交TBM高效掘进这张“名片”在世界范围内越擦越亮！