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地下工程施工离不开打眼放炮,这似乎已成为千百年来世人的共识。然而今天,人们在开凿秦岭山脉长达18公里的亚洲第二大铁路隧道时,却没有开一个炮眼,没有用一公斤炸药。中国铁道建筑总公司第十八工程局采用具有世界先进水平的全断面隧道掘进机,在征服秦岭的同时,也向世人展现了传统的地下工程作业法正在发生的深刻变革。
纵贯我国西部西安至安康铁路线上的秦岭隧道,由两座各长18.4公里的单线隧道组成。隧道的最大埋深约1600米,洞内的岩石80%以上属于混合花岗岩和片麻岩等特硬质岩类,有的区段还有穿越高地应力、岩爆、围岩失稳等多种不良地质。采用传统的钻孔爆破法施工,建设工期大约需要8年。而采用全断面隧道掘进机只需半年时间,月开挖达428米。
这台被称为“地下掘进工厂”的敝开式掘进机,由主机和后配套系统两大部分组成。主机就像一只巨大的爬行动物,它的头部装有一个开挖直径88米的旋转式刀盘,上面镶嵌着73把锋利的盘形滚刀。16个液压撑靴好比8
对粗壮有力的臂膀,工作的时候,它们会牢牢地撑住隧道四周的洞壁,使身体保持平衡。刀盘上用来替代钻头和炸药的73把滚刀,在最大扭矩5800千牛米和2100吨推力的作用下,张开“铁嘴钢牙”挤压切入岩层,将坚硬的岩石咬得粉碎。
不到半个小时,主机就可掘进1.8米。此时,这只全长256米,重达1100多吨的庞然大物开始蹒跚换步。先放下前后的支撑腿以顶住躯体,再收回16个撑靴向前滑动1.8
米后,又一次撑住洞壁。拖拉油缸同时将后配套系统也向前牵引1.8米,最后收起下部的支撑腿开始新的一轮掘进。
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