2025IBTC精選報(bào)告 | 中交一公局總工趙宗智
閱讀：次 發(fā)布人：橋梁與隧道
2025年11月22日-23日，中國(guó)工程院工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第十三屆國(guó)際橋梁與隧道技術(shù)大會(huì)（IBTC 2025）在天津成功召開。大會(huì)深入貫徹落實(shí)黨的二十屆四中全會(huì)精神，以“新質(zhì)生產(chǎn)力賦能交通基礎(chǔ)設(shè)施智能建養(yǎng)與韌性安全”為主題開展高質(zhì)量學(xué)術(shù)報(bào)告與研討，涌現(xiàn)出一批具有前瞻性和實(shí)踐價(jià)值的研究成果。
作為中國(guó)乃至國(guó)際范圍內(nèi)反映重大工程建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新的重要交流平臺(tái)，為更好傳播科技前沿成果、推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)步，大會(huì)組委會(huì)特別推出《2025IBTC精選報(bào)告回顧》，分享專家精彩觀點(diǎn)。本期聚焦中交一公局集團(tuán)有限公司總工程師趙宗智的大會(huì)報(bào)告《公路極端環(huán)境深大豎井高效建造及未來拓展應(yīng)用》↓↓↓
▲趙宗智總工在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告
豎向掘進(jìn)機(jī)（SBM）起源于20世紀(jì)80年代，德國(guó)率先開創(chuàng)豎井機(jī)械化施工先河，國(guó)際上已形成反井鉆機(jī)、SBM、SBE等6大類機(jī)械化開挖工法，實(shí)現(xiàn)“零爆破”施工。我國(guó)自2011年啟動(dòng)研發(fā)，2021年中交天和研制出世界首臺(tái)全斷面硬巖豎井掘進(jìn)機(jī)“首創(chuàng)號(hào)”，2025年在天山勝利隧道創(chuàng)造707米深、11.4米直徑的全球高速公路豎井紀(jì)錄；中鐵裝備“逐夢(mèng)號(hào)”創(chuàng)單日16.8米進(jìn)尺世界紀(jì)錄，“啟明號(hào)”引領(lǐng)超大直徑領(lǐng)域。目前我國(guó)已形成SBM、SBE、VSM三大技術(shù)路線，核心零部件國(guó)產(chǎn)化，技術(shù)水平躍居世界前列，在礦山、水利水電、交通隧道等領(lǐng)域完成數(shù)百個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用。
二、技術(shù)攻關(guān)背景及思路
（一）工程背景
依托天山勝利隧道2#-1豎井開展技術(shù)攻關(guān)，該豎井井深707米，成井內(nèi)徑9.5米，是國(guó)內(nèi)在建最深高速公路豎井，地質(zhì)以花崗巖、閃長(zhǎng)巖為主，圍巖等級(jí)涵蓋III-V級(jí)，最大巖石抗壓強(qiáng)度達(dá)82MPa，防水要求全井不滲水。
（二）核心難點(diǎn)
工程呈現(xiàn)“一新、二大、三高”特點(diǎn)：首次采用直徑11.4米撐靴式豎向掘進(jìn)機(jī)，無成熟經(jīng)驗(yàn)可循；高效破巖與8.2米無支護(hù)段坍塌風(fēng)險(xiǎn)管控難度大；工序協(xié)同、施工精度、通風(fēng)排水要求極高。
（三）攻關(guān)思路
聚焦六大難點(diǎn)，分上出渣、下出渣兩階段，形成特大型鑿井提升系統(tǒng)、豎向掘進(jìn)機(jī)始發(fā)技術(shù)等七大核心技術(shù)，突破高寒高海拔超大豎井全機(jī)械化安全掘進(jìn)瓶頸。
三、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐
1.特大型專用鑿井配套提升系統(tǒng)：自主設(shè)計(jì)特Ⅵ型鑿井井架，高度36.66米，配置國(guó)內(nèi)最大智能化鑿井絞車，解決超深大直徑豎井重型設(shè)備與高效出渣同步提升難題。
2.豎向掘進(jìn)機(jī)始發(fā)成套技術(shù)：標(biāo)準(zhǔn)化布置施工場(chǎng)站，配備150m³泥漿制拌池與清水池，研制JKZ-4×3型鑿井絞車等設(shè)備，采用分段始發(fā)方案，保障核心作業(yè)需求。
3.高效協(xié)同排渣技術(shù)：首創(chuàng)“泥漿排渣+吊桶出渣”模式，實(shí)現(xiàn)渣水分離與泥漿循環(huán)利用，提升排渣連續(xù)性并降低泥漿消耗。
4.全斷面集成支護(hù)技術(shù)：將錨桿鉆機(jī)、鋼拱架安裝器等集成于掘進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)與初期支護(hù)同步機(jī)械化作業(yè)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
5.“井中作井”施工技術(shù)：通過開挖橫通道、反井鉆機(jī)成孔，攻克受限空間出渣孔施工難題，為下出渣技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
6.硬巖豎井下出渣掘進(jìn)技術(shù)：突破精準(zhǔn)導(dǎo)向、破巖協(xié)同等四大難題，優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)月最高進(jìn)尺104.18米。
7.下出渣洞內(nèi)高效通風(fēng)技術(shù)：利用豎井煙囪效應(yīng)，優(yōu)化污風(fēng)排出路線，將日掘進(jìn)時(shí)間從10小時(shí)提升至15小時(shí)。
工程驗(yàn)證顯示，2021-2025年豎向掘進(jìn)機(jī)累計(jì)進(jìn)尺穩(wěn)步提升，下出渣階段月平均工效達(dá)68.01米，相比傳統(tǒng)工法優(yōu)勢(shì)顯著。
四、未來拓展應(yīng)用及展望
（一）拓展應(yīng)用場(chǎng)景
1.城市地下空間：應(yīng)用于盾構(gòu)工作井、頂管井及沉井式立體車庫(kù)，上海明園公園車庫(kù)以不足400㎡占地面積實(shí)現(xiàn)304個(gè)車位。
2.水利工程豎井：覆蓋引水調(diào)水、防洪排澇等領(lǐng)域，適配50-1000米井深、3-18米井徑需求。
3.礦產(chǎn)資源開發(fā)：用于礦山提升井、通風(fēng)井等，適配深部高硬度地質(zhì)條件，山東三山島金礦副井深度達(dá)2005米。
4.新型清潔能源開發(fā)：探索用于壓縮空氣儲(chǔ)能、地下儲(chǔ)氫等，作為技術(shù)儲(chǔ)備研發(fā)。
5.深地科學(xué)實(shí)驗(yàn)室：為暗物質(zhì)探測(cè)等研究提供超深垂直通道，適配錦屏深地實(shí)驗(yàn)室2400米埋深需求。
（二）未來發(fā)展方向
重點(diǎn)攻關(guān)超前鉆探與地質(zhì)重構(gòu)、智能化地層改性、綠色高效破巖等七大技術(shù)；完善綠色施工標(biāo)準(zhǔn)與定額，解決跨行業(yè)計(jì)價(jià)不統(tǒng)一問題；推動(dòng)裝備自動(dòng)化、少人化發(fā)展，利用物聯(lián)網(wǎng)與AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)災(zāi)害超前預(yù)警，探索高壓水射流、激光破巖等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深大豎井“安全、高效、精準(zhǔn)”建造。
THE END
▲趙宗智總工在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告
一、豎向TBM發(fā)展現(xiàn)狀
文/大會(huì)組委會(huì)綜合整理
