“领航号”智能掘进超3500米,中国TBM技术全球领先
“领航号”智能掘进超3500米,中国TBM技术全球领先
2025年1月,崇太长江隧道传来喜讯:世界最大直径国产高铁盾构机“领航号”已安全掘进超3500米,以“有人值守、无人动手”的智能化方式自主掘进。这一突破性成就,不仅展示了中国在隧道掘进机(TBM)领域的技术实力,也揭开了地下工程智能化建设的新篇章。
TBM:地下工程的“穿山甲”
全断面硬岩掘进机(TBM)是现代地下工程的“穿山甲”,主要用于在稳定岩层中开挖隧道。其工作原理看似简单,实则蕴含着高超的工程技术:主机前部装有若干滚刀的刀盘,在推进力的作用下切入岩石,通过挤压和剪切力将岩石剥落形成石渣,最后通过运输系统将石渣运出洞外。
中国创新:让“穿山甲”更智能
近年来,中国在TBM领域持续领跑,多项创新技术让“穿山甲”变得更加智能和高效。
双结构TBM:针对传统敞开式TBM在岩爆地层安全性差、软弱破碎地层效率低的问题,研发了兼具“网-喷-锚”和“钢管片-辅助推进”两种支护方式的双结构TBM。这种创新设计能够在不同地质条件下灵活切换支护模式,提高施工安全性和效率。
智能建造技术:在崇太长江隧道项目中,中铁隧道局研发了九大智能建造技术,包括智能感知、智能设计、智能预制、智能掘进等,形成盾构隧道智能建造V2.0技术体系。通过AI、5G等技术的融合应用,实现了全要素感知和智能化管控,创造了单月掘进718米的纪录。
工程实践:从水电站到高铁隧道
TBM技术在中国的重大工程中屡建奇功。从1985年广西天生桥水电站的引水隧洞,到2025年崇太长江隧道的智能化掘进,TBM的应用范围不断扩大,施工效率和安全性持续提升。
天生桥水电站:1985年,中国首次引进美国Robbins公司制造的直径10.8m TBM,开挖引水隧洞总长度约10km,最高月进尺达150m。
万家寨引黄工程:采用6台直径4.88m和5.96m TBM,最高月进尺达1821.5m,展现了TBM在长距离隧洞施工中的优势。
崇太长江隧道:作为沪渝蓉高铁的关键工程,该隧道独头掘进长度达11.325千米,最大水压达0.9兆帕。通过智能建造技术,成功克服了地质复杂、环境敏感等难题。
智能化:地下工程的未来方向
随着人工智能、大数据、5G等技术的不断发展,TBM施工正朝着智能化、数字化方向快速演进。智能感知系统能够实时监测地质条件和设备状态,智能设计实现三维数字化建模,智能掘进系统则通过算法控制实现无人化操作。
未来,TBM技术将在城市地铁、高铁隧道、水利水电等更多领域大显身手。智能化、数字化不仅让地下空间开发更加安全、高效,也将为我国基础设施建设注入新的动力。
从“追赶者”到“领跑者”,中国在TBM领域的创新突破,展现了“中国制造”向“中国智造”的华丽转身。随着技术的不断进步,TBM这台“地下工程黑科技”必将为我国乃至全球的基础设施建设作出更大贡献。