贯彻新发展理念，铸造大国重器，助力构建新型电力系统

当前，全断面隧道掘进机（简称TBM）在水利、铁路、地铁等隧道工程已得到广泛应用。近年来，抽水蓄能电站、矿山等领域TBM应用迅猛增长，这些新领域的隧道往往具有转弯多、转弯半径小等特点，给TBM施工应用带来了新的挑战。

河北抚宁抽水蓄能电站进厂交通洞、通风兼安全洞全长2203.8米，开挖洞径9.5米，共有7个转弯段，最小转弯半径90米，纵向坡度-9.02%—+6%频繁多变。在此之前，超小转弯半径隧洞TBM机械化施工专用设备和配套技术尚属空白，中国水利水电第十一工程局项目团队依托河北抚宁，浙江永嘉、磐安、衢江等多个重点抽水蓄能项目，开展《智能高效抽水蓄能TBM施工装备研制》课题研究。通过理论创新、装备研制和技术研发，研制了适用于不同开挖断面的超小转弯半径TBM成套装备，形成了TBM掘进方向与姿态的调控技术，解决了抽水蓄能电站工程建设中超小转弯半径隧洞群高效施工的难题，推动了行业技术进步，项目成果经专家鉴定达到国际领先水平，荣获中国电建集团科技进步一等奖。

变纵坡小转弯

TBM选型设计及装备研制

项目团队创新采用双护盾主机结构+敞开式支护系统相结合的集成设计，研制出大直径TBM大行程差平行推进系统，优化设备结构布置，研制了兼具拱锚喷支护的双盾敞开式新型TBM，整机长度85米，最小转弯半径90米，比常规TBM分别缩短50%和减小80%，适应坡度达到了±10%。这台世界首台大直径超小转弯半径TBM装备，实现了直径9米级隧洞最小转弯半径小于90米。

小直径TBM采用紧凑型设计，研发了小直径TBM大行程差V型推进系统，研制出中国电建首台具有智能化导向转弯控制功能的小直径超小转弯半径TBM装备，最小转弯半径达到30米级，适用于各类抽水蓄能电站地下隧洞群施工。

变纵坡小转弯

TBM掘进方向控制技术

首创在大直径TBM上搭载“激光靶+双目视觉识别定位技术”的自动导向系统，突破了变纵坡小转弯、强振动等复杂掘进条件下TBM能够实现精确、稳定、实时测量的导向技术。针对大直径（9.53米）、超小转弯半径（90米）工况下传统TBM无法实现小转弯掘进技术难题，提出了Ⅱ型平行布置推进系统和油缸分布方案，首次实现通过推进系统四个分区油缸伸出量大行程调整，实现了TBM刀盘和支撑盾位姿精准调整。

基于双盾敞开式TBM，构建了大直径超小转弯TBM姿态调控数学模型，提出了TBM过渡段和转弯段推进油缸内外侧行程差值计算方法，在R90米、R100米转弯段行程差分别为620毫米和460毫米，远大于传统TBM300毫米的最大行程差，为TBM转弯段掘进控制提供了重要的参考基准。

针对超小转弯半径TBM曲线掘进时线路极易发生改变的技术难题，构建了基于LSTM（长短期记忆网络）算法的TBM掘进轴线偏差预测模型，经过依托工程多个R100米、R90米转弯段数据的验证，实现了双盾敞开式TBM小转弯半径掘进轴线偏差的5分钟超前预测，实现了掘进轴线偏差的精准控制。成型后R90米隧洞水平偏差和垂直偏差分别小于±75毫米、±80毫米，完全满足设计规范要求（水平偏差±100毫米，垂直偏差±80毫米）。

变纵坡小转弯TBM隧洞

渣料物料运输系统选型研制

面对变纵坡连续超小转弯半径隧洞TBM掘进施工出渣胶轮自卸车掉头困难的技术难题，研制了“旋转栈台+胶轮自卸车”体系的隧洞出渣运输装置，实现旋转栈桥随TBM掘进作业的同步移动，有效提高TBM掘进效率，降低长距离运输难度，最高日进尺达到了16.3米。

综合利用多机集成控制、多点驱动、同步控制技术，发明了“固定+连续”组合式连续皮带机出渣系统，突破连续超小转弯皮带机高效出渣技术，实现皮带机系统能够适应小转弯线路出渣需求，最高日进尺达21.2米，为后续连续超小半径转弯隧洞施工出渣方式的选择提供了新的参考。

项目技术成果已在河北抚宁，浙江永嘉、磐安、衢江抽水蓄能电站等系列工程建设当中成功应用，形成了超小转弯半径TBM掘进施工成套技术体系，为我国机械化、智能化建造TBM领域开拓奠定了基础，促进了TBM在抽水蓄能领域的发展应用，提高了隧道建设机械化、智能化水平，保障了抽水蓄能电站可持续高质量发展，具有广阔的推广应用前景。