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科技日報記者 矯陽
9月4日，一臺開挖直徑為7.03米的硬巖隧道掘進機在中國鐵建重工集團長沙第二產業園下線。該設備整機長約100米，能夠實現水平200米轉彎半徑、同時豎向380米曲線半徑螺旋式掘進，這是全球首臺大坡度螺旋隧道掘進機，將參與中國北山地下實驗室斜坡道建設。
這臺掘進機取名為“北山1號”，由中國鐵建重工集團、中鐵十八局集團聯合打造。“北山1號”需在北山地下實驗室開挖一條螺旋曲線斜坡道，工程由地表向下順時針螺旋式掘進，綜合坡度為10%，相當于隧道每向前開挖10米，高度下降1米。
?據中鐵十八局中國北山地下實驗室項目負責人許春獻介紹，中國北山地下實驗室斜坡道長約7.2公里，是全球首個采用全斷面硬巖掘進機施工的斜坡道工程，在施工中需要破解設備在連續性大坡度隧道中螺旋小轉彎掘進難題；同時工程地質以微風化花崗巖為主，石英含量達到25%-30%，巖石單軸飽和抗壓強度超過260兆帕，屬于施工難度大的極硬巖地質。
針對工程面臨的極硬巖、大坡度螺旋掘進施工特點，“北山1號”研制團隊進行了針對性設計，為工程斜坡道快速施工提供了技術裝備解決方案。
中國鐵建重工集團掘進機研究設計院副院長巫敏介紹，刀盤相當于掘進機的鐵齒鋼牙，“北山1號”采用極硬巖刀盤設計，刀盤與滾刀之間形成臨空面，相比傳統平面刀盤破巖效率提高了3倍，可以滿足工程極硬巖施工要求；為了增加掘進機在大坡度螺旋轉彎的靈活性，研制團隊改進了主機系統的空間結構，加之先進的導向、方向控制預警、輔助駕駛自動巡航系統，掘進機具備了大坡度螺旋曲線掘進能力。
中國北山地下實驗室是“十三五”時期規劃的國家重點工程。項目采用螺旋斜坡道+三豎井+兩層平巷的主體架構方案，在地下280米和560米建設試驗平臺，開展現場實驗。
2021年6月17日，中國北山地下實驗室開工建設，標志著我國高放廢物地質處置工作進入了地下實驗室建設及研發階段。工程建成后將是世界上規模最大、功能最全、參與范圍最廣的地下實驗室。
“北山1號”順利下線，標志著北山地下實驗室即將進入斜坡道快速施工階段，將有力助推北山地下實驗室建設進度。
關鍵詞： 隧道掘進機
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