如果你的辦公椅向后傾斜50度，你能堅(jiān)持坐多久？如果此時(shí)環(huán)境溫度高達(dá)50攝氏度，你又能堅(jiān)持多久？

近日，央視主持人大賽的參賽選手林祉祎講述了她在國(guó)網(wǎng)新源湖南平江抽水蓄能電站建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的見聞——那里有一把傾斜50度的“椅子”，抽水蓄能電站的建設(shè)者們?cè)跇O具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中挖掘出一條條能源通道。

央視評(píng)委在點(diǎn)評(píng)中為抽水蓄能工程建設(shè)的創(chuàng)新突破點(diǎn)贊。

50度傾斜的“椅子”長(zhǎng)啥樣？

大家看到那個(gè)黃色的、像樓梯一樣的部件了嗎？那就是林祉祎口中的傾斜的“椅子”——準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)向下傾斜的操作平臺(tái)。

操作平臺(tái)根據(jù)斜井角度和人機(jī)工程學(xué)要求設(shè)計(jì)。

這把“椅子”的傾斜其實(shí)是相對(duì)的。當(dāng)全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)也就是TBM斜向上作業(yè)時(shí)，原本傾斜的“椅子”恢復(fù)水平，使得工人能夠在機(jī)器內(nèi)部安全、平穩(wěn)地工作。

為什么非要跟50度較勁？

答案很簡(jiǎn)單：因?yàn)槭┕さ乃矶葱枰?0度的斜度。

抽水蓄能電站效果圖中藍(lán)色部分的中段為大傾角斜井。

當(dāng)TBM斜向上“抬頭”掘進(jìn)時(shí)，機(jī)器內(nèi)部所有設(shè)備也會(huì)隨之向后傾斜，這會(huì)令在里面的人非常難受。

50度有多陡？坐過過山車的朋友都知道，45度的下坡已經(jīng)讓人心跳加速。而在50度的斜坡上工作，其難度可想而知。

為避免這種情況，“天岳號(hào)”TBM在設(shè)計(jì)之初就配備了傾斜的操作平臺(tái)——前面所說(shuō)的傾斜50度的“椅子”。

“天岳號(hào)”TBM挖掘出來(lái)的50度傾角的陡峭隧洞。

那么，施工的隧洞為啥是傾斜的？

抽水蓄能電站依山勢(shì)而建，山上與山下的兩座水庫(kù)遙相呼應(yīng)，中間的山體內(nèi)則建有地下廠房及總長(zhǎng)度近萬(wàn)米的二三十個(gè)隧洞。這些隧洞大小、長(zhǎng)度和走向各異，水平方向的稱為平洞，豎直和傾斜的則稱為豎井和斜井。斜井就是咱們說(shuō)的傾斜的隧洞。在山體里斜著挖出一個(gè)隧洞的難度堪稱“地獄模式”。

建地下隧洞是怎么用上TBM的？

以前，TBM主要用來(lái)建地鐵、隧道等。2016年，TBM施工方法首次應(yīng)用于抽水蓄能電站工程建設(shè)。

2016年6月，國(guó)網(wǎng)新源山東文登抽水蓄能電站的建設(shè)者們成立課題研究小組，對(duì)國(guó)內(nèi)外地下洞室施工技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行全面調(diào)研，牽頭研發(fā)并應(yīng)用了世界首臺(tái)超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）“文登號(hào)”，推動(dòng)了抽水蓄能電站地下工程施工的技術(shù)革命。

說(shuō)了半天，TBM到底是什么？

先上圖。TBM長(zhǎng)這樣：

“文登號(hào)”TBM效果圖。

“天岳號(hào)”TBM效果圖。

TBM就像一列能鉆山破巖的“鋼鐵火車”，車頭的刀盤旋轉(zhuǎn)切削巖石，車身負(fù)責(zé)運(yùn)出碎石，還能同步完成隧道支護(hù)。與傳統(tǒng)施工相比，TBM有三個(gè)突出優(yōu)勢(shì)：

1

智能導(dǎo)航：自動(dòng)找準(zhǔn)方向不迷路。

2

一次成型：挖出的隧道光滑整齊，免去二次修整。

3

安全高效：工人在護(hù)盾內(nèi)作業(yè)，告別塌方風(fēng)險(xiǎn)。

從“文登號(hào)”到“天岳號(hào)”

實(shí)現(xiàn)革命性突破

將TBM施工方法應(yīng)用于抽水蓄能電站工程建設(shè)是一次革命性突破，解決了以前靠人工施工安全隱患多、施工周期長(zhǎng)、作業(yè)環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、對(duì)環(huán)境影響大等問題。

“永寧號(hào)”斜井TBM始發(fā)掘進(jìn)位置示意圖。

但最初的“文登號(hào)”TBM僅能水平掘進(jìn)，不能傾斜掘進(jìn)。只有實(shí)現(xiàn)“龍?zhí)ь^”，才能完成抽水蓄能電站大傾角斜井的機(jī)械化施工。

2022年10月，世界首臺(tái)大直徑、超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)“撫寧號(hào)”TBM在國(guó)網(wǎng)新源河北撫寧抽水蓄能電站交通洞出口順利出洞。這臺(tái)最大爬坡角度為10度的TBM為斜井施工打下基礎(chǔ)。

2024年9月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)大傾角、大直徑斜井TBM“永寧號(hào)”精準(zhǔn)貫通國(guó)網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站的關(guān)鍵性引水斜井。這條斜井長(zhǎng)873米、傾角為38.742度，刷新了我國(guó)在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域機(jī)械化施工的紀(jì)錄，真正實(shí)現(xiàn)了大傾角斜井TBM施工。

0度、10度、40度……TBM的“頭”不斷向上昂，2025年，能50度“抬頭”的“天岳號(hào)”TBM在平江電站引水斜井施工中實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破。

“天岳號(hào)”TBM到底有多強(qiáng)？

2025年6月6日，國(guó)網(wǎng)新源平江電站地下78米深處，“天岳號(hào)”TBM精準(zhǔn)貫通引水斜井，穿越6條斷層破碎帶，未發(fā)生一次溜滑事故。這標(biāo)志著我國(guó)攻克了高水頭斜井建設(shè)的世界級(jí)難題，是科技創(chuàng)新重塑抽水蓄能地下工程范式的縮影。

2024年8月8日，可變徑斜井TBM“天岳號(hào)”在國(guó)網(wǎng)新源平江電站組裝完成。

“天岳號(hào)”硬巖掘進(jìn)機(jī)總長(zhǎng)87米，總重超900噸，由一萬(wàn)多個(gè)零部件組成，采用50度傾角大坡度由下往上爬行施工，掘進(jìn)速度較傳統(tǒng)施工方式提升了3倍。

在山體中，“天岳號(hào)”TBM自下而上爬坡掘進(jìn)，通過首創(chuàng)的三撐緊液壓互鎖系統(tǒng)征服50度陡坡。

來(lái)看看抽水蓄能電站的TBM家族

▲2019年10月13日，全球首臺(tái)緊湊型超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“文登號(hào)”在國(guó)網(wǎng)新源文登電站成功應(yīng)用。

▲2021年10月22日，全球首臺(tái)大直徑、超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“撫寧號(hào)”在國(guó)網(wǎng)新源河北撫寧抽水蓄能電站投入使用。

▲2024年9月9日，國(guó)網(wǎng)新源洛寧電站2號(hào)引水斜井貫通。國(guó)內(nèi)首臺(tái)大傾角、大直徑斜井TBM“永寧號(hào)”在國(guó)網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站順利始發(fā)，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)機(jī)械化全斷面開挖斜井的新模式。

“傾斜50度”的椅子背后，是我國(guó)抽水蓄能事業(yè)的飛速發(fā)展。從“文登號(hào)”到“天岳號(hào)”，國(guó)網(wǎng)抽蓄事業(yè)部（新源集團(tuán)、新源控股）TBM技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)覆蓋13座電站，掘進(jìn)里程超58千米，為我國(guó)“十四五”期間新增3000萬(wàn)千瓦抽水蓄能裝機(jī)提供了核心支撐。

延伸閱讀：

目前，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)容量已連續(xù)9年居世界首位。截至今年8月底，我國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到6236.5萬(wàn)千瓦，完成“十四五”規(guī)劃提出的6200萬(wàn)千瓦裝機(jī)目標(biāo)。