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“北山一号”成功完成了首次地下转弯

科技日报记者 矫阳。北山一号

水平200米转弯半径,成功垂直380米曲线半径,完成地下590米深处螺旋前进。首次这是地下甘肃省北县马鬃山正在建设的中国北山地下实验室项目的施工现场。5月29日,转弯中国自主研制的北山一号大坡度螺旋掘进机“北山一号”在这里首次成功转弯。

“对长距离极硬岩、成功小半径螺旋转弯、完成大坡度长距离下坡设计方案的首次可靠性进行了初步验证,标志着我国在技术创新领域的地下成果应用取得了重大突破。中铁十八局集团北山地下实验室建设负责人徐春献说。转弯

到目前为止,北山一号我国北山地下实验室主体工程坡道已全面进入快速施工阶段。成功

我国北山地下实验室地质条件以微风化花岗岩为主,完成石英含量25%至30%,岩石单轴饱和抗压强度超过260兆帕,超过一般硬岩标准200个单位,属于施工难度较大的极硬岩地质。“其中,螺旋坡道工程是实验室的重点主体工程,全长约7.2公里。从表面顺时针螺旋挖掘,综合坡度为10%,相当于隧道每向前开挖10米,高度下降1米。许春献说。

“北山1号”由中铁重工集团和中铁十八局集团共同打造,为中国北山地下实验室工程量身定制。也是世界上第一台长约100米、直径7.03米的大坡度螺旋隧道掘进机,可以解决连续大坡度隧道中螺旋小转弯掘进设备的问题。

徐春献说,在中国,行业习惯于用于水下和软土地层的掘进机称为盾构机,用于岩石地层的掘进机称为TBM。近20年来,中国隧道掘进设备的应用经历了从国外制造业到自主制造业的技术飞跃,再到中国制造业的技术飞跃。“北山1号”是世界TBM领域领先的尖端技术代表。

“北山1号”改进了主机系统的空间结构和控制系统,将设备尺寸控制在100米以内,直径控制在7.03米,配备了先进的导向、方向控制预警和辅助驾驶自动巡航系统,使挖掘机具有大坡度、小转弯半径的螺旋曲线挖掘能力。

“北山一号”牙齿通过采用高承载、窄刃形的新型滚刀,不仅能满足极硬岩地质条件下的施工要求,还能提高连续作业的可靠性和耐久性,使施工效率提高三倍,为安全高效地推进工程建设奠定了坚实的基础。

中国北山地下实验室是“十三五”国家规划纲要建设的重大项目之一。2021年6月正式开工。建成后,将成为世界上规模最大、功能最全、参与面最广的地下实验室,填补我国高放废物处置技术地下现场研发平台和设备的空白,为克服高放废物地质处置的全球问题提供试验平台和基础。

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