4月14日上午11點(diǎn)58分，伴隨著機(jī)器的轟鳴聲，全球首臺(tái)緊湊型、超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）“文登號(hào)”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(yàn)段的掘進(jìn)。這標(biāo)志著TBM工法在我國(guó)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(jī)械、電子、液壓、激光、控制于一體的高度機(jī)械化和自動(dòng)化的大型隧道（地下工程）開挖成套設(shè)備，具有自動(dòng)制導(dǎo)、一次成型、安全快速的特點(diǎn)，可根據(jù)不同洞室斷面、直徑、水文地質(zhì)等條件進(jìn)行“量體裁衣”式設(shè)計(jì)。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(hù)，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(xiǎn)較大，爆破震動(dòng)易產(chǎn)生次生災(zāi)害。“TBM施工技術(shù)具有安全風(fēng)險(xiǎn)低、環(huán)境影響小、自動(dòng)化程度高、施工速度快、進(jìn)度保證率高的優(yōu)點(diǎn)，是目前隧道開挖施工最先進(jìn)技術(shù)。引入TBM能夠較大提高施工效率，保障施工安全。”文登抽水蓄能電站負(fù)責(zé)人李富春道出了引進(jìn)TBM施工技術(shù)的初衷。

“文登號(hào)”TBM是為抽水蓄能電站量身定做。它長(zhǎng)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(jī)動(dòng)性。整臺(tái)設(shè)備在掘進(jìn)中可以進(jìn)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(jìn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、轉(zhuǎn)場(chǎng)靈活等特點(diǎn)。

應(yīng)用“文登號(hào)”進(jìn)行挖掘的試驗(yàn)段為環(huán)形布置，橫剖圖看起來像是一個(gè)被橫向拉扁的橢圓形跑道，拐彎段是此次試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，也是技術(shù)難點(diǎn)。“我們做了很多優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(hào)’的開挖直徑對(duì)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(hào)”TBM設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)對(duì)刀頭、皮帶等進(jìn)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(yán)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(jì)、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(yàn)中，“文登號(hào)”TBM分三段掘進(jìn)，掘進(jìn)總長(zhǎng)度872.8米，實(shí)現(xiàn)直線段最高日進(jìn)尺20.548米，曲線段最高日進(jìn)尺11.165米。“這個(gè)掘進(jìn)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(xiǎn)和次生災(zāi)害，提升了工程本質(zhì)安全水平。”電站工程部專責(zé)劉傳軍介紹說。

此次TBM的成功應(yīng)用，給抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)管理理念帶來沖擊和變革。國(guó)網(wǎng)新源公司將總結(jié)“文登號(hào)”應(yīng)用成果，在河南洛寧、浙江寧海、河北撫寧等抽水蓄能項(xiàng)目繼續(xù)推廣應(yīng)用TBM工法，促進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)效率和效益的持續(xù)提升，為國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)貢獻(xiàn)力量。