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2025年5月10日，是習(xí)近平總書(shū)記考察中鐵裝備集團(tuán)并作出“三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要指示十一年。在“三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要指示指引下，中鐵裝備始終以破界的自信和勇氣，攜手合作伙伴突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)從單一應(yīng)用場(chǎng)景延伸至復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景，從單一孤立產(chǎn)品選代至譜系化多元產(chǎn)品，通過(guò)地下工程裝備革新，不斷重構(gòu)人類探索深地空間邊界，向地球深部空間挺進(jìn)。在第九個(gè)“中國(guó)品牌日”來(lái)臨之際，我們將推出三大場(chǎng)景譜系化應(yīng)用專題報(bào)道，展現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”在極限工況下的技術(shù)突破。

綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色。近年來(lái)，在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型持續(xù)推進(jìn)，新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建，新能源占比不斷提升，以風(fēng)力、光伏等“新能源”發(fā)電設(shè)施的裝機(jī)量和發(fā)電量逐年攀升。同時(shí)，新能源“靠天吃飯” 和出力“不穩(wěn)定”的特點(diǎn)，也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)和電力調(diào)度帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。在此背景下，抽水蓄能電站憑借技術(shù)成熟、儲(chǔ)能規(guī)模大、成本可控等優(yōu)勢(shì)，化身“超級(jí)充電寶”，對(duì)促進(jìn)新能源消納發(fā)揮了良好的作用，為國(guó)家能源轉(zhuǎn)型構(gòu)筑起了可靠的安全屏障。

▲ 我國(guó)首個(gè)使用TBM工法建設(shè)的抽水蓄能電站——文登抽水蓄能電站

無(wú)儲(chǔ)能，不風(fēng)光。如今，中國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)正以前所未有的熱度與速度蓬勃推進(jìn)。但是，受限于抽水蓄能電站的特殊性，其地下洞室規(guī)模大、隧洞繁多，主要采用鉆爆法施工，施工效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高、作業(yè)環(huán)境差，對(duì)相鄰工程干擾大。如何提高抽蓄電站機(jī)械化施工水平、加快電站建設(shè)進(jìn)度、縮短建設(shè)周期，成為現(xiàn)階段亟需解決的問(wèn)題。

中鐵裝備作為國(guó)內(nèi)地下工程裝備領(lǐng)域的“國(guó)家隊(duì)”，針對(duì)抽水蓄能電站隧洞施工的的共性難題，加強(qiáng)科技與裝備創(chuàng)新為抽蓄行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入全新的“裝備動(dòng)能”，自2019年起，中鐵裝備各類型隧道掘進(jìn)機(jī)在全國(guó)各大抽蓄工程中“大顯身手”，以高效掘進(jìn)、精準(zhǔn)施工的硬核表現(xiàn)，為推動(dòng)抽水蓄能電站建設(shè)新革命作出了積極貢獻(xiàn)。從大國(guó)重器到民生工程，中鐵裝備正以“裝備智造”賦能綠色發(fā)展，為“雙碳”目標(biāo)落地貢獻(xiàn)中國(guó)智慧！

破局超小轉(zhuǎn)彎半徑，開(kāi)啟抽蓄掘進(jìn)新紀(jì)元

▲ 世界首臺(tái)小斷面超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“文登號(hào)”

“靈活轉(zhuǎn)彎”打開(kāi)新市場(chǎng)。2019年，中鐵裝備承擔(dān)山東文登《抽水蓄能電站地下隧洞開(kāi)挖機(jī)械化施工關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用》課題中小直徑TBM研發(fā)并帶機(jī)試點(diǎn)應(yīng)用，同年9月，全球首臺(tái)緊湊型超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖TBM“文登號(hào)”下線，并于次年9月完成文登抽蓄中平洞壓力鋼管廊道和廠房中下層排水廊道TBM施工任務(wù)，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)TBM技術(shù)首次應(yīng)用于抽水蓄能工程，填補(bǔ)了行業(yè)空白。自此，抽蓄電站洞室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、線路優(yōu)化、行規(guī)、定額以及多場(chǎng)景TBM研究逐漸成為趨勢(shì)。

超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM如同“會(huì)拐彎的鋼鐵蚯蚓”，以“小半徑、大能量”突破復(fù)雜地質(zhì)建設(shè)瓶頸，在狹窄山體內(nèi)靈活轉(zhuǎn)向（最小轉(zhuǎn)彎半徑僅30米），最大限度解決了抽水蓄能電站小洞室施工難、風(fēng)險(xiǎn)高、進(jìn)度慢等問(wèn)題，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)、提升了工藝質(zhì)量、保障了開(kāi)挖進(jìn)度、改善了施工環(huán)境，開(kāi)挖速度通常為鉆爆法提升5倍左右。

▲ 世界首臺(tái)大直徑超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“撫寧號(hào)”

從中鐵裝備全球首臺(tái)超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“文登號(hào)”成功破局開(kāi)始，再到“吉光號(hào)”“洛寧號(hào)”“撫寧號(hào)”等一系列“會(huì)拐彎”的TBM成功應(yīng)用，創(chuàng)新成果已在河南洛寧、河北撫寧、廣西南寧、浙江縉云等全國(guó)36個(gè)重大抽蓄工程中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，全面覆蓋自流排水洞、排水廊道、交通洞、通風(fēng)洞、勘探平硐等抽水蓄能電站地下平洞工程，顯著提高地下洞室工程本質(zhì)安全水平和實(shí)體質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人，自動(dòng)化提效”，以核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)持續(xù)推動(dòng)抽蓄行業(yè)機(jī)械化升級(jí)，助力綠色能源建設(shè)新革命。

攻堅(jiān)大傾角斜井，引領(lǐng)引水隧洞新突破

抽蓄電站由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水道、廠房及開(kāi)關(guān)站等部分組成，其中，上下水庫(kù)之間引水斜井是抽水蓄能電站的“咽喉”，承擔(dān)著上下水庫(kù)間數(shù)萬(wàn)噸水能的高效輸轉(zhuǎn)核心使命。

▲ 國(guó)內(nèi)首臺(tái)大直徑大傾角斜井TBM"永寧號(hào)”

“斜向上”開(kāi)拓新領(lǐng)域。2022年8月，由中鐵裝備研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)大傾角大直徑斜井硬巖掘進(jìn)機(jī)“永寧號(hào)”正式下線，應(yīng)用于洛寧抽水蓄能電站2條引水斜井?！坝缹幪?hào)”作為填補(bǔ)我國(guó)大傾角斜井施工領(lǐng)域技術(shù)空白的“國(guó)之重器”，攻克了大傾角防溜車、材料運(yùn)輸?shù)仁澜缂?jí)難題，以高效掘進(jìn)能力推動(dòng)我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)邁向機(jī)械化、智能化新階段。

2024年9月，“永寧號(hào)”TBM在河南洛寧抽蓄電站2號(hào)引水斜井精準(zhǔn)貫通，實(shí)現(xiàn)洛寧抽蓄兩條“咽喉”隧洞全線貫通。施工期間，“永寧號(hào)”TBM不斷“爬”出新速度，創(chuàng)下了日進(jìn)尺22.75米、月進(jìn)尺331.065米的國(guó)內(nèi)新紀(jì)錄，更將傳統(tǒng)引水上斜井、中平洞和下斜井的三級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為一級(jí)斜井方案，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站建井新模式。

從“永寧號(hào)”下線到全線貫通，不僅打破了傳統(tǒng)鉆爆法施工的壁壘，也為后續(xù)國(guó)內(nèi)TBM在復(fù)雜的大傾角環(huán)境中施工提供了重要的借鑒意義，將進(jìn)一步推動(dòng)抽水蓄能電站建設(shè)的機(jī)械化施工進(jìn)程，為抽水蓄能電站工程建設(shè)管理轉(zhuǎn)型升級(jí)注入新的動(dòng)力。

創(chuàng)新豎井施工新模式，從單一工程到多領(lǐng)域邁進(jìn)

▲ 國(guó)內(nèi)首臺(tái)可變徑豎井?dāng)U孔掘進(jìn)機(jī)“逐夢(mèng)號(hào)”

2025年2月，中鐵裝備自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)可變徑豎井?dāng)U孔掘進(jìn)機(jī)“逐夢(mèng)號(hào)”在永嘉抽蓄電站358米深排風(fēng)豎井工程中圓滿完成掘進(jìn)任務(wù)，開(kāi)創(chuàng)國(guó)內(nèi)豎井智能掘進(jìn)的先河?！爸饓?mèng)號(hào)”累計(jì)掘進(jìn)325.5米，施工效率較傳統(tǒng)鉆爆法提升3到5倍，單日最快掘進(jìn)16.8米，一舉打破了豎井掘進(jìn)機(jī)日進(jìn)尺世界紀(jì)錄，首創(chuàng)的“定向鉆+反井鉆+擴(kuò)孔掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)井”創(chuàng)新工法，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)、支護(hù)、出渣、導(dǎo)向等多工序的同步施工，使永嘉抽蓄電站引水系統(tǒng)開(kāi)挖質(zhì)量達(dá)到行業(yè)頂尖水平。

▲ 世界首臺(tái)全斷面硬巖豎井掘進(jìn)機(jī)“中鐵599號(hào)”

這一突破背后，是中鐵裝備十余年自主創(chuàng)新的厚積薄發(fā)。自2011年啟動(dòng)豎井裝備研究以來(lái)，中鐵裝備歷時(shí)近11年，于2021年成功研制世界首臺(tái)全斷面硬巖豎井掘進(jìn)機(jī)“中鐵599號(hào)”，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)垂直向下90度掘進(jìn)，融合傳統(tǒng)豎井施工與全斷面隧道掘進(jìn)理念，首次達(dá)成動(dòng)力下沉、井下無(wú)人掘進(jìn)及地面遠(yuǎn)程操控，較傳統(tǒng)工法減少施工人員50%以上，掘進(jìn)效率提升2倍以上，為千米級(jí)豎井全斷面掘進(jìn)技術(shù)難題提供全新范例。

從“中鐵599號(hào)”到“逐夢(mèng)號(hào)”，中鐵裝備以“十年磨一劍”的定力，持續(xù)向深地進(jìn)軍，突破豎井掘進(jìn)技術(shù)“無(wú)人區(qū)”，為推進(jìn)抽水蓄能電站豎井建設(shè)全面機(jī)械化、智能化轉(zhuǎn)型提供了借鑒，也為后續(xù)水利工程、礦山開(kāi)發(fā)、交通基建等領(lǐng)域的深大豎井建設(shè)提供了成套智能裝備與創(chuàng)新施工方案。

當(dāng)前，中國(guó)水利發(fā)展已進(jìn)入新階段，中鐵裝備將以“三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要指示十一年為契機(jī)，乘勢(shì)而上，研制更多高品質(zhì)產(chǎn)品，服務(wù)更多重點(diǎn)水利水電工程建設(shè)，持續(xù)為抽水蓄能電站建設(shè)提供全方位機(jī)械化解決方案，為“雙碳”目標(biāo)落地注入澎湃裝備動(dòng)力。