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TBM,穿越中天山
——来自中国铁建十八局集团吐库二线铁路工地的报告
整修，唱响TBM自主创新之歌
南疆铁路是南疆地区通往北疆和内地的唯一铁路通道，因此修建二线铁路迫在眉睫。2007年10月25日吐（鲁番）库（尔勒）二线铁路全线开工，这是南疆地区通往北疆和内地的新的康庄大道。该线路全长333.864公里，吐库二线铁路的建设是扩充西部路网规模，完善路网结构，实现新疆经济大发展的基础工程，也是我国连接中西亚和欧洲铁路运输大通道的重要组成部分，建成后运营里程比既有吐库铁路缩短122公里，对于统筹对内开放和对外开放，打造我国向西开放的桥头堡和枢纽站，有着极其重要的现实意义和深远的历史意义。
吐库二线铁路建设工程是目前新疆境内在建的五条铁路新线中工程量最重、投资最多、技术最复杂、施工难度最大的项目，而中天山隧道又是整个项目的控制性工程，地质条件复杂，施工条件恶劣。中铁十八局集团中标的吐库二线工程SK1标，线路全长32.387公里，其中中天山特长隧道全长22.452公里，进口采用TBM施工，这是中国铁路建设史上运用TBM掘进机施工最长的铁路隧道。工程规模大、工期紧、标准高，工期压力很大。
为了打好中天山隧道这一仗，集团董事长兼总经理刘金林、党委书记郝趁义等领导决定充分发挥集团优势，将自己最优秀的管理、科研力量和最精锐的施工队伍派出去。在指挥长黄明普的指挥下，一支队伍远赴西安陕西重型机器厂对TBM进行整修调运，另一支队伍开进中天山隧道工地，率先打响了向中天山进军的炮声。
中铁十八局集团拥有着TBM掘进机这一“金”字招牌，TBM的全称是隧道掘进机，是当今世界上长大隧道施工最先进、最安全的综合性机械设备，代表着世界隧道施工技术的最高水平，在秦岭隧道和桃花铺一号隧道分别创造出月掘进509米和551.818米的施工纪录。
但是从2002年6月桃花铺一号隧道掘进机完工下场后，由于后续工程没有跟上，TBM停了下来，一停就是五年。这五年，很多TBM零部件生锈了，还有很多零件严重老化，密封件失效，原来的骨干力量大部分分散到其它项目部。
一位德国专家说：“中国人想把一堆废铁再利用打隧道？真是天方夜谭！”德国专家有他的依据：TBM已完成掘进12公里之多，并存放达五年之久，另外技术人员转岗流动，技术指标是个未知数，而且中天山隧道TBM独头掘进距离13.5公里，如此长的掘进距离，对TBM的机器状况提出了很高的要求，有一个环节出错，TBM就不能掘进。
3600多吨、两万多个零部件组装成256米长的巨龙，不仅外国人不敢想，很多国内专家也如履薄冰。然而困难挡不住中铁十八局集团人，“专家”的预言在中国当代筑路者面前很快就破产了。
对于中天山隧道施工中可能遇到的困难，中铁十八局集团早有思想准备，集团陆晓辉副总经理、隧道公司邓勇总经理、书记刘春江，还有局指挥长黄明普、党委书记陈华东，隧道公司副经理王雁军、专家李培忠等，深入施工现场，专门召开办公会，同广大工程技术人员一起研究制定各种对策和方案，专题研究TBM整修问题，制定了确保整修质量，确保按时组装、确保安全生产的指导思想，并划拨专项资金，保证TBM整修需要。为充分调动员工的工作热情，指挥部出10万元奖励资金，激励技术骨干，放开手脚大胆进行技术革新，灵活开展现场攻关。
4月24日开始，隧道公司中天山项目部项目经理李洪亮和搞电气技术出身的项目书记张富国等人对TBM的整修工作进行统筹规划。在倒排工期、关死后门、平行作业、空间占满、时间用足的工作思路下，采取自修、委外维修相结合，抽调全集团精兵强将、技术骨干和聘请内外专家技术把关，成立了整修工作小组及整修工作质量监督小组，细化整修方案。
在整修过程中，由于距TBM出厂已有10多年了,很多进口配件已经淘汰、厂家不再生产，而且有些配件交货期长，不具备工厂组装调试的条件，他们采取了替代、修复、国产化措施，上北京、下杭州、赴洛阳、奔宝鸡、跑西安、访天津等专业工厂,先后共签订配件采购、委外维修加工合同165份，尽管总价达4800万元,与完全进口相比，却节约资金约600万元。2007年9月初，TBM所有部件全部整修完毕，安全装到100多个集装箱。
组装，刷TBM新纪录
整修完毕，可是新问题又接踵而来，TBM设备结构件重达3600多吨，集装箱146车，自TBM存放地西安至新疆中天山隧道工地，全程2700公里，途经大小城市13座，跨山岭、隧道、桥梁无数，穿越戈壁滩、无人区。如此长的距离，能否实现安全转运，是他们面临的巨大考验。2007年7月份，他们进行了运输招标，组织货运公司考察货物，勘测运输线路，经过周密计划，反复调查，全盘比较，于7月底选定了一家颇具实的运输单位，并制定详细的运输方案，为大件运输车队的通行创造“绿灯”。
9月16日，TBM主要的大型部件开始装车，他们又成立了专职运输小组，公司分管TBM的副总经理王雁军、中天山项目部经理李宏亮亲自带队，会同运输公司人员一起，制定装车及加固方案，规划运输线路，积极与沿途地方政府、交通部门密切协调，随时应对突发情况。为了保证沿途运输安全，集团公司公安处专门派出了一辆警车，一名干警，全程押运。
9月28日，TBM第一批大件运抵工地卸车，10月5日晚，刀盘、主轴承等最重的四个大件经过半个多月的长途跋涉，到达工地，至此，TBM大件全部安全运抵工地，取得了TBM组装前的阶段性胜利。
TBM全长256米，是集机、电、液为一体的超大型施工设备，其组装工作千头万绪、纷繁复杂，是一项大的系统工程。特别是中铁十八局集团这台TBM，由于条件限制，无法进行工厂试组装，因此，从7月份开始，在西安整修的过程中，他们即开始制定组装方案，成立组装工作准备小组，在没有一名外国专家的指导下进行模拟组装，解决组装过程中可能遇到的工具、材料、配件、机具不足的问题。9月中旬，146车次的TBM部件及技术人员陆续到达工地现场，他们根据现场实际情况，进一步细化组装方案，成立TBM组装工作领导小组，细化组装组织机构。
2007年10月2日，TBM主机正式开始组装，在组装过程中，他们每天早晨召开例会，布置当天的工作，解决存在的问题，通报组装进度，使组装进度在可控范围内。通过一个月昼夜不停的努力，组装完毕，通过调试证明：各项技术指标满足设计要求，各主系统技术性能良好，基本具备担负中天山隧道掘进任务的能力。
11月2日中午12时，TBM掘进机步进成功,11月22日，TBM掘进机顺利步进到中天山隧道预备洞掌子面，11月27日晚十时，经过最后的全面调试后，TBM掘进机成功实现了试掘进，从开始组装到试掘进，他们在没有外援的情况下仅用了57天，而在之前的西南铁路桃花铺隧道，用了79天，在秦岭隧道，在有外国专家指导的情况下，用了100多天。这支没有外援的中国队在中天山隧道让一堆废铁创造出奇迹，也叫响了“ 中国创造”。
掘进，TBM演绎“老兵新传”
2007年4月，中铁十八局集团全体参建人员在戈壁滩上安营扎寨。对天山，没有条件，创造条件也要上。中铁十八局集团吐库二线指挥部一班人，组织全体管理人员在帐篷中运筹帷幄，各项工作迅速展开。没有电，项目部购买、租用了多台发电机。没有水，工区在组织用水车拉前期生产、生活用水的同时，积极联系打井队，终于在离工地8.5公里的地方找到了地下水源，打了一口300米深的井。没有地方住，项目部购买了数十顶帐篷用于前期办公、生活，同时积极着手建设临时房屋。没有设备，就到乌鲁木齐、库尔勒想方设法联系租用。
2007年5月8日，中天山隧道出口段正式点响了开山炮。在戈壁滩上，隧道建设者不等不靠，实现了快速进场、快速开工。在短短三个月时间先后完成了60余万方的土石填方和271米的TBM预备洞、乌苏通大桥及相关配套土建工程的施工。
由于高压电迟迟未能进场，工地上的大量设备面临着不得不闲置的窘境。项目部领导班子十分着急，集体研究后决定加强发电机配置，购买、租用了多台发电机，使发电量达到了2000千瓦，保证了工地正常施工。
TBM掘进机本身就是一项科技含量较高的技术，复杂多变的隧道地质是对TBM优质安全掘进的重大考验。根据在西康线秦岭隧道和西南线桃花铺隧道的施工资料统计，TBM的月平均进尺分别是330米和340米。但中天山隧道紧张的工期要求平均月进尺500米以上。
为提高TBM纯掘进时间，他们向科学管理要生产力。施工进度的快与慢主要取决于TBM掘进机的完好率和使用率，配件的保障和技术力量的加强则是提高掘进机设备完好率的关键，但是“设备完好不一定能干活”，掘进机的利用率要受到设备的监测、车辆、供水、供电、地质、管理等因素的制约，TBM掘进机它是一个系统，它需要各个制约因素的高效集成。因此达到较高的设备完好率是保证TBM顺利完成中天山隧道施工的重要前提。
针对大部分参与施工的人员都是新人，他们通过以老带新、理论学习、集中培训等手段，加强技术力量培训，主要技术力量向TBM整备倾斜。他们还提高组织管理水平，成立掘进一班、掘进二班、掘进三班、刀具工班、运输工班、修理工班、电工班、测量班，并将以往三个彼此相对对立的工班归口一个项目副经理管理，以加强过程控制和工序衔接，他们还采取奖励机制等办法调动施工人员积极性，将人为因素降至最低。
中天山隧道开工后不久TBM就给他们一个下马威，今年3月9号，他们检修的时候，发现刀盘轴承漏油，如果不及时修理，不仅齿轮油浪费惊人，而且严重影响刀盘轴承使用寿命。刀盘轴承如同TBM的“轴心骨”，如果修理不好，或者不能正常运转，这套TBM设备就等同于一堆废铁。可是按常规，修理刀盘轴承通常是用大型龙门吊将重达100多吨的刀盘固定住，然后才能退出轴承，进行正常维修。隧道里哪能容身比TBM还庞大的龙门吊？难道要把TBM退出隧道？但这是不可能的，TBM只能进，不能退。
工程一度受阻，局指挥长黄明普、党委书记陈华东带领专家小组很快进驻中天山施工现场，在广大职工的配合下，实施科技攻关，最后决定在隧道洞壁顶部打固定锚杆，然后把刀盘焊接在锚杆，接着退主机，这给主轴承检修腾出了空间，经检测，是主轴承外唇形密封损坏了，经过十天的抢修，漏油问题解决了，经过精心调试，推进轴承，64个螺栓丝毫不差地对接到螺栓孔，成功了！
针对料车拖拉系统故障率高的情况，他们将链条拖拉牵引改用电力牵引板车，不仅省钱，而且减少维护，并缩短检修时间，从过去4个小时减少到1-2小时，大大提高的TBM完备率。他们还对各种通风技术参数的不断试验和探索，不但使中天山隧道的长距离独头通风问题迎刃而解，而且还为今后的教学提供了新的科学依据，使我国的隧道通风技术达到世界先进水平。
为确保TBM设备完好率达到一个较高的水平，隧道公司项目部加强日常保养、加强TBM状态监测等，除加强日常保养外，工区还坚持每周召开一次专题会议，讨论解决TBM设备技术问题、配件问题，想尽一切办法减少辅助工时如刀具更换，不良地质处理、TBM维修保养、故障排除等工序所占用的工时，减少因组织管理不善而引起的延误和停机等现象的发生，确保设备完好率达到85%以上，掘进时间利用率达到50%以上；狠抓现场组织协调管理，成立运输队，强化运输的规范化管理，解决好二衬、峒室爆破作业对出砟运输的干扰；开展比进度、比安全、比质量、比文明施工、比施工工艺、比设备使用的“六比” 劳动竞赛活动。
为了实现隧道内各工序间的平行作业，生产副经理和施工员轮流值班，抓好洞内施工协调。对每道工序实行定额管理，理清每道工序需要多少人、多少时间完成，以此为依据制定详细的施工计划，班子成员每天碰头，分析计划完成情况，及时发现问题。
一系列举措，TBM进洞后的掘进速度越来越快，今年1月份掘进235米，2月份掘进364米，3月25日实现开累掘进1001.2米，突破千米大关。接着创造单日掘进33.3米、月掘进503米的记录。截止到6月26日，目前中天山隧道左线进口TBM掘进已突破2500米。
而在中天山隧道的出口，三公司项目部的职工们用风枪向大山挺进着。他们担负着长4476米的施工任务，采取钻爆法施工。施工难度非常大。该施工段富水区长大2330米，预测最大涌水量8460立方米/天，正常涌水量4907立方米/天，隧道内坡度最大为11‰。职工们整天顶着洞内的渗水，忍受着含有化学成分的裂隙水给身体带来的侵袭，顽强地奋战着。目前出口已进尺1900米。
与中天山隧道左线进口仅一沟之隔的是全长8834米的伯信特隧道，一公司项目部在这座长大隧道里激烈鏖战着。这座隧道也是采取钻爆法施工，其施工难度同样异常艰难，该隧道由两条单线隧道渐变为双连拱隧道。为了加快施工进度，指挥部加大科技投入，从优化施工机械设备的配置入手，实现打眼、装碴、运输、喷射混凝土、混凝土拌和、衬砌等“一条龙”作业，大大提高了劳动生产率。目前伯信特隧道正洞已掘进1663米，横洞1527米。
巍峨的中天山，正张开翅膀，迎接那钢铁巨龙的腾飞。中铁十八局集团的建设者们，正驾驶着当代最先进的隧道掘进机TBM，向着中天山挺进着，书写着中国铁路隧道施工的新篇章！
2008年06月30日 供 稿
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