如果你的辦公椅向后傾斜50度，你能堅持坐多久？如果此時環(huán)境溫度高達50攝氏度，你又能堅持多久？

近日，央視主持人大賽的參賽選手林祉祎講述了她在國網(wǎng)新源湖南平江抽水蓄能電站建設(shè)現(xiàn)場的見聞——那里有一把傾斜50度的“椅子”，抽水蓄能電站的建設(shè)者們在極具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中挖掘出一條條能源通道。

央視評委在點評中為抽水蓄能工程建設(shè)的創(chuàng)新突破點贊。

50度傾斜的“椅子”長啥樣？

大家看到那個黃色的、像樓梯一樣的部件了嗎？那就是林祉祎口中的傾斜的“椅子”——準確來說，它是一個向下傾斜的操作平臺。

操作平臺根據(jù)斜井角度和人機工程學要求設(shè)計。

這把“椅子”的傾斜其實是相對的。當全斷面硬巖隧道掘進機也就是TBM斜向上作業(yè)時，原本傾斜的“椅子”恢復水平，使得工人能夠在機器內(nèi)部安全、平穩(wěn)地工作。

為什么非要跟50度較勁？

答案很簡單：因為施工的隧洞需要有50度的斜度。

抽水蓄能電站效果圖中藍色部分的中段為大傾角斜井。

當TBM斜向上“抬頭”掘進時，機器內(nèi)部所有設(shè)備也會隨之向后傾斜，這會令在里面的人非常難受。

50度有多陡？坐過過山車的朋友都知道，45度的下坡已經(jīng)讓人心跳加速。而在50度的斜坡上工作，其難度可想而知。

為避免這種情況，“天岳號”TBM在設(shè)計之初就配備了傾斜的操作平臺——前面所說的傾斜50度的“椅子”。

“天岳號”TBM挖掘出來的50度傾角的陡峭隧洞。

那么，施工的隧洞為啥是傾斜的？

抽水蓄能電站依山勢而建，山上與山下的兩座水庫遙相呼應，中間的山體內(nèi)則建有地下廠房及總長度近萬米的二三十個隧洞。這些隧洞大小、長度和走向各異，水平方向的稱為平洞，豎直和傾斜的則稱為豎井和斜井。斜井就是咱們說的傾斜的隧洞。在山體里斜著挖出一個隧洞的難度堪稱“地獄模式”。

建地下隧洞是怎么用上TBM的？

以前，TBM主要用來建地鐵、隧道等。2016年，TBM施工方法首次應用于抽水蓄能電站工程建設(shè)。

2016年6月，國網(wǎng)新源山東文登抽水蓄能電站的建設(shè)者們成立課題研究小組，對國內(nèi)外地下洞室施工技術(shù)及設(shè)備進行全面調(diào)研，牽頭研發(fā)并應用了世界首臺超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖隧道掘進機（TBM）“文登號”，推動了抽水蓄能電站地下工程施工的技術(shù)革命。

說了半天，TBM到底是什么？

先上圖。TBM長這樣：

“文登號”TBM效果圖。

“天岳號”TBM效果圖。

TBM就像一列能鉆山破巖的“鋼鐵火車”，車頭的刀盤旋轉(zhuǎn)切削巖石，車身負責運出碎石，還能同步完成隧道支護。與傳統(tǒng)施工相比，TBM有三個突出優(yōu)勢：

1

智能導航：自動找準方向不迷路。

2

一次成型：挖出的隧道光滑整齊，免去二次修整。

3

安全高效：工人在護盾內(nèi)作業(yè)，告別塌方風險。

從“文登號”到“天岳號”

實現(xiàn)革命性突破

將TBM施工方法應用于抽水蓄能電站工程建設(shè)是一次革命性突破，解決了以前靠人工施工安全隱患多、施工周期長、作業(yè)環(huán)境差、勞動強度大、效率低、對環(huán)境影響大等問題。

“永寧號”斜井TBM始發(fā)掘進位置示意圖。

但最初的“文登號”TBM僅能水平掘進，不能傾斜掘進。只有實現(xiàn)“龍?zhí)ь^”，才能完成抽水蓄能電站大傾角斜井的機械化施工。

2022年10月，世界首臺大直徑、超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖隧道掘進機“撫寧號”TBM在國網(wǎng)新源河北撫寧抽水蓄能電站交通洞出口順利出洞。這臺最大爬坡角度為10度的TBM為斜井施工打下基礎(chǔ)。

2024年9月，國內(nèi)首臺大傾角、大直徑斜井TBM“永寧號”精準貫通國網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站的關(guān)鍵性引水斜井。這條斜井長873米、傾角為38.742度，刷新了我國在抽水蓄能電站建設(shè)領(lǐng)域機械化施工的紀錄，真正實現(xiàn)了大傾角斜井TBM施工。

0度、10度、40度……TBM的“頭”不斷向上昂，2025年，能50度“抬頭”的“天岳號”TBM在平江電站引水斜井施工中實現(xiàn)重大技術(shù)突破。

“天岳號”TBM到底有多強？

2025年6月6日，國網(wǎng)新源平江電站地下78米深處，“天岳號”TBM精準貫通引水斜井，穿越6條斷層破碎帶，未發(fā)生一次溜滑事故。這標志著我國攻克了高水頭斜井建設(shè)的世界級難題，是科技創(chuàng)新重塑抽水蓄能地下工程范式的縮影。

2024年8月8日，可變徑斜井TBM“天岳號”在國網(wǎng)新源平江電站組裝完成。

“天岳號”硬巖掘進機總長87米，總重超900噸，由一萬多個零部件組成，采用50度傾角大坡度由下往上爬行施工，掘進速度較傳統(tǒng)施工方式提升了3倍。

在山體中，“天岳號”TBM自下而上爬坡掘進，通過首創(chuàng)的三撐緊液壓互鎖系統(tǒng)征服50度陡坡。

來看看抽水蓄能電站的TBM家族

▲2019年10月13日，全球首臺緊湊型超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“文登號”在國網(wǎng)新源文登電站成功應用。

▲2021年10月22日，全球首臺大直徑、超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“撫寧號”在國網(wǎng)新源河北撫寧抽水蓄能電站投入使用。

▲2024年9月9日，國網(wǎng)新源洛寧電站2號引水斜井貫通。國內(nèi)首臺大傾角、大直徑斜井TBM“永寧號”在國網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站順利始發(fā)，開創(chuàng)了國內(nèi)機械化全斷面開挖斜井的新模式。

“傾斜50度”的椅子背后，是我國抽水蓄能事業(yè)的飛速發(fā)展。從“文登號”到“天岳號”，國網(wǎng)抽蓄事業(yè)部（新源集團、新源控股）TBM技術(shù)應用已經(jīng)覆蓋13座電站，掘進里程超58千米，為我國“十四五”期間新增3000萬千瓦抽水蓄能裝機提供了核心支撐。

延伸閱讀：

目前，我國抽水蓄能裝機容量已連續(xù)9年居世界首位。截至今年8月底，我國抽水蓄能電站總裝機容量達到6236.5萬千瓦，完成“十四五”規(guī)劃提出的6200萬千瓦裝機目標。