逢山开洞,遇水架桥,崇山峻岭之下,在一场场与复杂地质博弈的攻坚战中,建设者们勇往直前,借助硬核装备和科技智慧,啃下一块块硬骨头,让国家水网覆盖越来越广、织得越来越密。
在我国中部地区,作为国家水网主骨架和大动脉的标志性工程,南水北调中线引江补汉工程建设最近也迎来关键节点,九台超大直径硬岩掘进机同步作业,主隧洞累计掘进突破四十公里,已完成总里程的五分之一。这些钢铁穿山甲如何在山体深处开路,一起去一探究竟。
引江补汉工程要在长江三峡水库和汉江丹江口水库之间,挖出一条近二百公里长的地下走廊。群山之下,九台掘进机正分段施工,预计在十五五期间基本建成,而工程最难的一段就在保康段。
总台记者凌姝在现场介绍,她所在的位置是引江补汉工程保康段十一号平洞的洞口,身边摆放的是从隧洞里硬岩掘进机上更换下来的滚刀,单把滚刀重一百五十多公斤,由特种合金钢锻造,本身坚硬无比。可在地下和岩石硬碰硬之后,刀刃崩缺、表面磨损是常态。工作人员介绍,在最难的工段,每个月需要更换的滚刀达到七十把,几乎是把硬岩掘进机上所有的滚刀换了一遍。究竟是什么样的地质条件,连这样的铁齿钢牙都能被磨损。
跟随工程车辆从引江补汉工程十二号平洞驶入输水主隧洞深处,这条地下走廊直径十米左右。保康段地质条件复杂,岩层破碎、地压巨大,掘进机滚刀高速旋转、反复碾压,在重重阻碍中不断向前,一天仅能掘进十几米。
江汉开拓号硬岩掘进机开挖直径十二点二三米,长度二百二十七米,重量三千六百吨,这台庞然大物几乎和隧洞岩壁严丝合缝。这么大的家伙,是怎么进入隧洞中的呢。
中国南水北调江汉水网公司建管二部工程处副处长李盛介绍,硬岩掘进机会被拆解成大大小小的零部件运到现场。第一种叫洞外组装,在场外整体组装好后再始发。
可大山里未必找得到这么大的组装场地。如果施工场地狭小、无法在地面完成整机组装,就只能换一种更难的办法,把机器拆成零件运进洞。先在山肚子里挖出一间组装车间,主机在这里拼好,先慢慢往前掘进一小段,再把后配套一节一节接上,这就是洞内组装、洞内始发。
李盛说,正在施工的九台硬岩掘进机中,有五台是洞外整机始发,有四台是在洞内组装始发。
不同于穿行在松软浅埋土层的盾构机,硬岩掘进机面对的是整座坚硬的山体。巨大的圆形刀盘缓缓转动,盘上密布的八十三把滚刀一边公转、一边自转,它不靠挖掘、不靠猛砸,而是靠持续碾压把岩石一点点磨碎。碎裂的岩渣落在皮带运输机上源源不断向后送出,机器尾部的机械手紧跟着上场,将重达十余吨的弧形管片精准吊装、拼接,给裸露出来的岩壁穿上一层铠甲。
它就像一台自给自足的地下造洞机器,向前挺进多少米,身后就留下多少米完整的隧洞,这也是我国自主研发的最大直径单护盾硬岩掘进机。
凌姝在报道中描述,这里是硬岩掘进机与山体作战的最前线,尽管岩石被碾碎但依旧非常坚硬,碎岩强度可以达到五十八兆帕,相当于每平方厘米,也就是指甲盖大小的地方要承受五百八十公斤的压力。在硬岩密布的地下环境中,正是前方的主控室在帮助硬岩掘进机顺利完成掘进。
除了硬碰硬的较量,还要以智取胜。虽然开工前已经做过地质勘测,但山体深处硬岩、软岩、断层交替分布,谁也说不准下一米会挖到什么。主控室里,掘进机搭载的渣片智能识别系统、智能辅助掘进系统、超前地质预报系统等六大智能感知系统各司其职,随时探测着山体深处的一举一动。
今年,连刀头也变聪明了。江汉开拓号给部分滚刀装上了智能芯片,能零距离感知岩层变化和滚刀磨损。
中铁十二局引江补汉工程土建六标硬岩掘进机负责人张志强说,以前测量刀具都是用量尺,然后人工爬到四十摄氏度、空间狭小的刀盘背后挨个测量,一共要测八十三把。现在有了智能滚刀以后,工作效率提高了一倍以上。
凌姝介绍,如果说硬岩掘进机是引江补汉工程的钢铁身躯,那么数字孪生就是引江补汉工程的智慧大脑。数字孪生引江补汉工程平台,如同在数字世界同步建设运行一个克隆工程,在这里,近二百公里范围内同步运行的九台硬岩掘进机可以尽收眼底。
李盛表示,引江补汉工程输水隧洞已累计掘进超过四十公里。作为本项目的信息中枢,数字孪生平台能实时采集硬岩掘进机设备七大类九千余项参数,让散布在大山之下、相隔数十公里的九台硬岩掘进机协同作战。明年,第十台硬岩掘进机也将进场作业,大家期待着早日实现全线贯通,让穿越群山而来的长江活水顺着这条地下通道向北奔流,润泽千里。
