4月14日上午11點58分，伴隨著機器的轟鳴聲，全球首臺緊湊型、超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖全斷面隧道掘進機（TBM）“文登號”順利出洞，完成了山東文登抽水蓄能電站工程高壓引水上層排水廊道試驗段的掘進。這標志著TBM工法在我國抽水蓄能電站工程建設(shè)領(lǐng)域的首次應(yīng)用獲得成功。
TBM是集機械、電子、液壓、激光、控制于一體的高度機械化和自動化的大型隧道（地下工程）開挖成套設(shè)備，具有自動制導(dǎo)、一次成型、安全快速的特點，可根據(jù)不同洞室斷面、直徑、水文地質(zhì)等條件進行“量體裁衣”式設(shè)計。目前，TBM已被廣泛應(yīng)用于交通、市政、水利隧洞工程。
抽水蓄能電站隧道洞室深藏于山體內(nèi)，是電站的核心區(qū)域。洞室和通道的開挖、支護，是抽水蓄能電站施工最為艱難的部分。傳統(tǒng)的人工鉆爆作業(yè)方法，工藝質(zhì)量不易控制，安全風(fēng)險較大，爆破震動易產(chǎn)生次生災(zāi)害?！癟BM施工技術(shù)具有安全風(fēng)險低、環(huán)境影響小、自動化程度高、施工速度快、進度保證率高的優(yōu)點，是目前隧道開挖施工最先進技術(shù)。引入TBM能夠較大提高施工效率，保障施工安全?！蔽牡浅樗钅茈娬矩撠熑死罡淮旱莱隽艘MTBM施工技術(shù)的初衷。
“文登號”TBM是為抽水蓄能電站量身定做。它長約37米，開挖直徑3.53米，大小只有常規(guī)TBM的80%左右；轉(zhuǎn)彎半徑30米，是常規(guī)TBM的十分之一，最大程度上提高了靈活性、機動性。整臺設(shè)備在掘進中可以進行60度左右的轉(zhuǎn)彎操作，在隧道施工中具有安全性好、掘進效率高、適應(yīng)性強、轉(zhuǎn)場靈活等特點。
應(yīng)用“文登號”進行挖掘的試驗段為環(huán)形布置，橫剖圖看起來像是一個被橫向拉扁的橢圓形跑道，拐彎段是此次試驗的關(guān)鍵點，也是技術(shù)難點。“我們做了很多優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整了洞室布置方案，將城門洞型斷面改為直徑3.5米的圓型斷面，正好與’文登號’的開挖直徑對應(yīng)。”據(jù)文登抽水蓄能電站副總工程師徐艷群介紹，雖然在“文登號”TBM設(shè)備設(shè)計時已經(jīng)對刀頭、皮帶等進行了優(yōu)化，但在轉(zhuǎn)彎施工過程中還是遇到了刀具磨損較為嚴重等問題。文登抽水蓄能電站與設(shè)備廠家一起攻關(guān)，開展了特種刀具設(shè)計、出渣方式更新、通風(fēng)排煙等技術(shù)革新，取得了諸多技術(shù)創(chuàng)新成果，解決了TBM設(shè)備轉(zhuǎn)彎技術(shù)難題。
在試驗中，“文登號”TBM分三段掘進，掘進總長度872.8米，實現(xiàn)直線段最高日進尺20.548米，曲線段最高日進尺11.165米?！斑@個掘進速度是人工鉆爆的4～5倍，最關(guān)鍵的是擺脫了火工品的束縛，減少了爆破人身安全風(fēng)險和次生災(zāi)害，提升了工程本質(zhì)安全水平?！彪娬竟こ滩繉Ｘ焺鬈娊榻B說。
此次TBM的成功應(yīng)用，給抽水蓄能電站的設(shè)計、施工、建設(shè)管理理念帶來沖擊和變革。國網(wǎng)新源公司將總結(jié)“文登號”應(yīng)用成果，在河南洛寧、浙江寧海、河北撫寧等抽水蓄能項目繼續(xù)推廣應(yīng)用TBM工法，促進抽水蓄能電站建設(shè)效率和效益的持續(xù)提升，為國家電網(wǎng)公司建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)貢獻力量。
