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科技日報北京5月29日電（記者矯陽）水平200米轉彎半徑、同時豎向380米曲線半徑，并將以螺旋方式在地下590米深處前行……這是正在建設的中國北山地下實驗室項目施工現(xiàn)場，位于甘肅省肅北縣馬鬃山。5月29日，我國自主研制的大坡度螺旋掘進機“北山1號”，在這里首次轉彎成功。

“初步驗證了長距離極硬巖、小半徑螺旋轉彎、大坡度長距離下坡設計方案的可靠性，標志著我國在這一技術創(chuàng)新領域的成果應用取得重大突破?！敝需F十八局集團北山地下實驗室建設負責人許春獻說。

至此，中國北山地下實驗室主體工程斜坡道，全面進入快速施工階段。

中國北山地下實驗室地質條件以微風化花崗巖為主，石英含量達25%至30%，巖石單軸飽和抗壓強度超過260兆帕，超出一般堅硬巖石的標準200個單位，屬于施工難度較大的極硬巖地質。“其中，螺旋斜坡道工程是實驗室關鍵性主體工程，全長約7.2公里，由地表向下順時針螺旋式掘進，綜合坡度為10%，相當于隧道每向前開挖10米，高度就要下降1米?！痹S春獻說。

“北山1號”由中國鐵建重工集團和中鐵十八局集團聯(lián)合打造，為中國北山地下實驗室工程量身定制，也是全球首臺大坡度螺旋隧道掘進機，長約100米，直徑7.03米，能破解設備在連續(xù)性大坡度隧道中螺旋小轉彎掘進難題。

許春獻說，在我國，業(yè)內(nèi)習慣把用于水下及軟土地層的掘進機稱為盾構機，把用于巖石地層的掘進機稱為TBM。近20多年來，我國隧道掘進裝備應用歷經(jīng)從國外制造國外施工到自主制造自主施工，再到中國制造走出國門的技術飛躍，“北山1號”便是目前世界TBM領域領先的尖端技術代表。

為實現(xiàn)水平200米轉彎半徑、同時豎向380米曲線半徑螺旋式掘進，“北山1號”改進了主機系統(tǒng)的空間結構和控制系統(tǒng)，將設備整機尺寸控制在100米以內(nèi)，直徑控制在7.03米，同時配備先進的導向、方向控制預警、輔助駕駛自動巡航系統(tǒng)，使掘進機具備了大坡度、小轉彎半徑條件下的螺旋曲線掘進能力。

通過采用高承載、窄刃形的新型滾刀，“北山1號”牙齒更鋒利，既能滿足極硬巖地質條件下的施工要求，也提升了連續(xù)作業(yè)的可靠性和耐久性，使施工效率提高3倍，為安全、高效推進項目建設打下了堅實的基礎。

中國北山地下實驗室是“十三五”國家規(guī)劃綱要開工建設的重大工程之一，2021年6月正式開工，建成后將成為世界上規(guī)模最大、功能最全、參與范圍最廣的地下實驗室，填補我國在高放廢物處置技術地下現(xiàn)場研發(fā)平臺及設備的空白，為攻克高放廢物地質處置這一世界性難題提供實驗平臺和基礎。

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