世界最小转弯半径“墨子号”TBM下线 国产装备深地空间“穿针引线”

近日，中国地下工程装备研制取得重大突破——由中交天和自主研制、用于山东枣庄山亭抽水蓄能电站地下工程开挖直径6.53米的“墨子号”双护盾硬岩掘进机(TBM)下线。“墨子号”凭借全球“最小转弯半径”技术，刷新同类(6米级)地下掘进装备技术极限。

山东枣庄山亭抽水蓄能电站地下工程，堪称“地下迷宫大冒险”。地层结构犹如千层酥，既分布坚硬的石灰岩，夹杂松软的页岩，还暗藏溶洞、断层和地下水，掘进时稍有不慎就可能遭遇塌方或涌水险情。

而更大挑战在于掘进路线曲折复杂，“墨子号”需在3.25公里深层地下，完成高难度“花式走位”，从顶拱中导洞出发，返回上层排水廊道岔口后进入上游排水廊道，沿斜坡一路向下穿越交通洞，再转入尾水隧洞支洞，先后穿越2号、1号尾水隧洞，最终从下水库进出水口“破土而出”，一路需完成包括60米极限半径在内多个急转弯(相当在标准泳池完成U型掉头)，堪称TBM掘进“花样滑冰”。复杂的转场路线和极限转弯半径，在全球同类工程中属首次。

面对连续急转弯带来的“卡壳”、排渣不畅乃至“迷路”风险，中交天和研发团队为“墨子号”打造系统性解决方案，确保在深地空间灵活穿行、精准掘进。

在破岩能力上，“墨子号”的“牙齿”全面升级：边刀加垫块设计将掘进范围扩大80毫米，配合更强壮的20寸刀盘，硬岩掘进效率显著提升。

在灵活性上，装备采用“倒锥形”设计，结合“短护盾”与轻量化后配套系统，整体转向更加自如；推进系统采用V型油缸，如同灵巧关节，确保在狭小空间内转身流畅，避免“磕碰”。

此外，排渣系统同步优化，输送带被拆分为多段，配备密集挡边辊轮、深槽托盘与挡带装置，通过加密托辊间距、V型托举结构及可移动接料斗，彻底解决传统装备常见的“漏渣”与跑偏问题。

最核心的是导航定位系统，“墨子号”搭载由全站仪与激光靶组成的高精度导航系统，实时感知机身姿态和掘进位置，结合智能算法精准规划掘进路径，犹如装备“地下北斗”。“墨子号”实现最小50米半径转弯，打破传统TBM需百米半径转弯限制，为深地开发与应用提供了更灵活、更高效的发展路径。

隧道工程建设正从“大刀阔斧”走向“精雕细琢”，“小转弯半径”掘进技术不仅解决了特定掘进作业难题，更成为地下空间“二次开发”与“深度利用”的秘钥，使隧道能在密集建成区灵活穿行，有效降低拆迁成本，支撑地铁支线、地下物流“毛细血管”互联，在深层管廊、山岭隧道等场景实现精准避障与高效作业。

业内预计，伴随智能化、模块化等技术迭代升级，“小转弯半径”掘进技术将成为深地开发和应用的关键支撑。