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會爬坡的“永寧號”，精準貫通
9月9日，由中鐵工業旗下中鐵裝備研制的國產首臺大直徑大傾角斜井TBM“永寧號”在2號引水斜井精準貫通，這標志著洛寧抽水蓄能電站引水斜井工程兩條關鍵引水斜井全線貫通，刷新了我國在抽水蓄能電站建設領域機械化施工的新紀錄，是國內機械化全斷面開挖斜井新模式的誕生。
——設備介紹——
能爬坡過坎的“永寧號”TBM
讓龐大沉重的“鋼鐵穿山甲”向上攀爬作業可不是一件容易的事，它如何向上爬而不溜車？又如何處理挖掘出來的渣石？一起走近“永寧號”探尋它爬坡過坎的奧秘。
常見的掘進機挖掘隧道時，只能在水平方向“直來直往”。對于千噸重、一萬多個零部件構成的掘進機，坡度每上升一度，從施工安全性到零部件設計，都是極大考驗。“永寧號”成功完成了3大挑戰。
1??“永寧號”如何向上爬？
“永寧號”的爬山模式，借助了爬山虎的結構。研究團隊為設備加了前后四組共8條“腿”，有16個“腳”。為了讓掘進機安全“爬上山頂”，50多名專家近40次協調會，歷經數月的研究、設計、試驗，2022年8月，首臺國產會“爬陡坡”的掘進機成功下線。
2??“永寧號”如何不“溜車”？
千噸重的“永寧號”往山上掘進時，最重要的就是保障施工安全，防止墜落。山洞的墻面上有一個巨大的撐護，這就是盾構機雙重防溜車系統。這個防溜車系統是經過了一個月的極限試驗，才應用到了“永寧號”上。為此，研究團隊還專門在場內做了個實驗，為模擬“永寧號”在極限條件下的運行情況，挖掘了一個直徑7米、深20米的基坑。即使兩側的鐵板壁很光滑，“永寧號”的防溜車系統依然能撐住不動，相當于安全系數又提高了很多。
3??“永寧號”如何運出渣石？
“永寧號”掘進時，產生的渣石會沿斜坡加速滾落，稍有不慎，就會造成碎石飛濺，風險極大。為此，工程師們專門設計了一條溜渣槽，再由卡車運出隧洞。研究團隊專門開發了復合助溜出渣系統，通過該系統優化出渣方式。
——項目概況——
洛寧抽水蓄能電站
該項目作為河南省當前在建中裝機規模最大的抽水蓄能電站項目，開創性地將引水上斜井、中平洞及下斜井整合優化為一級斜井設計，并在國內首次應用大傾角TBM進行斜向上施工，其項目開挖直徑達7.23米。
▲“永寧號”TBM負責施工的1號引水斜井貫通
2023年12月14日，“永寧號”TBM成功貫通1號引水斜井。中鐵裝備攜手施工單位共同深入復盤了“永寧號”TBM施工情況，對設備及施工工藝進行了全面優化與升級，為“永寧號”TBM的第二次順利始發打下了堅實的基礎。
▲“永寧號”TBM負責施工的2號引水斜井貫通
2號引水斜井，以其38.742°的向上掘進坡度、全長約873米的距離及860米的TBM掘進長度，構成了洛寧抽水蓄能電站的一項重要工程挑戰。
自2024年4月25日“永寧號”TBM正式始發以來，中鐵裝備技術服務團隊與業主單位緊密協作，共同面對并克服了洞內組裝空間狹小、大傾角作業高難度、地質條件復雜等一系列難題。在此過程中，“永寧號”TBM的快速掘進能力與安全保障性能得到了充分發揮，確保了在極端苛刻的施工環境下仍能實現安全高效的掘進作業，取得了月掘進332米，單日最高進尺22.75米的佳績，刷新了國內斜井TBM掘進施工速度新紀錄。（中國中鐵）
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