引汉济渭秦岭输水隧洞岭北五号支洞,是另一条运用TBM掘进法施工的隧洞。相较于岭南三号支洞,洞内的积水更深,进洞的小型机车几乎是在水中涌浪行进。到达TBM机器工作面时,只能踩着铺设在槽钢架台上的铁轨登上机器扶梯。这里水深已经及腰。
“涌水其实不算真正的困难,哪个隧洞不出现涌水?”即便如此,中铁十八局隧道公司引汉济渭项目部总工王建伟却信心满满。王建伟称,他们引进的德国海瑞克掘进机上有两台110千瓦的主泵,还有十几台辅助水泵枕戈以待,驱动机器最前端刀盘旋转工作的电机防水性能优异,可以泡在水中作业。除此,项目部对于涌水灾害的应急预案十分完备。就此工程来说,日涌水量只要控制在24000立方米以内,就不影响TBM掘进施工。
除了兵来将挡水来土掩的“工作态度”,TBM还具备未雨绸缪防患于未然的能力:TBM在设计之初,就配置了大量的辅助装备,支持着能陆能水的性能参数和表现。譬如说超前钻机,在特定条件下,可超前预报有水或不良地质。除此,防爆性能也是考量一台TBM性能的重要参数。掘进时穿越煤层、煤线或者炭积岩,裂隙里如果有瓦斯气体渗出,聚集到一定程度若与电机产生的火花相遇,则后果不堪设想。因此,TBM的电路设计和一般的民用电器标准完全不同,电机上所有线缆的接头都采用防爆设置。
坚利如铁 奋强突固竭力为之
TBM对设备的可靠性和寿命要求极高,被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。TBM适用于山岭隧道硬岩掘进,以代替传统的钻爆法。在相同的条件下,其掘进速度约为常规钻爆法的4~10倍。
秦岭输水隧洞可以说是引汉济渭工程中比较难啃的“硬骨头”。其全长98.3公里的超长隧洞、2012米的最大埋深导致布设支洞困难;高指标的地应力引发坚硬岩石随时性产生岩爆;预测最高地温40℃,但当TBM开始工作时,设备可作业部分最高温度瞬间就达到65℃;大体量的隧洞涌水也极大加剧了施工的难度。除此,通风、出渣等一系列技术难题,如同一个个“拦路虎”横陈在眼前,综合难度堪称世界级。
在这里被提到最频繁的词是“硬岩”。在TBM掘进段中,穿越岩石以石英岩和花岗岩为主,其强度极大,好似钢板一块。如此之硬度,对刀具刀盘的磨损,可想而知。
文斌告诉笔者,在掘进过程中,TBM刀具磨损量巨大,每日最多更换刀具数量达到20多把,而10到15把的换刀量已成为常态。一把刀具的成本根据类型不同就高达3万至6万元。