5月29日，随着铁建重工、中铁十八局联合打造的全球首台大坡度螺旋隧道掘进机“北山一号”在甘肃肃北县马鬃山中国北山地下实验室项目首次转弯成功，标志着我国在这一技术创新领域的成果应用取得重大进展，中国北山地下实验室主体工程斜坡道全面进入快速施工阶段。
全球首台大坡度螺旋隧道掘进机“北山1号”
据了解，中铁十八局承建的中国北山地下实验室的关键性主体工程——螺旋斜坡道工程，全长约7.2公里，成硐直径7.0米，全程穿越完整极硬花岗岩，通过“八段直线+七段曲线”的线性结构螺旋向下掘进至地下560米深度，最大坡度为-10%，相当于隧道每向前开挖10米，高度就要下降1米。
“北山1号”下线现场
为破解长距离极硬岩、小半径转弯、大坡度下坡及围岩小扰动等掘进技术难题，铁建重工联合中铁十八局项目团队改进了传统敞开式硬岩掘进机刀盘设计，采用了高承载、窄刃形的新型滚刀，让掘进机的牙齿更加锋利，满足了极硬岩地质条件下的施工要求，提升了连续作业的可靠性和耐久性，施工效率提高了3倍。
同时，通过改进主机系统的空间结构和控制系统，将“北山1号”TBM整机长度控制在100米以内，并配备先进的导向、方向控制预警、辅助驾驶自动巡航系统，使掘进机具备了大坡度、小转弯半径条件下的螺旋曲线掘进能力，能够实现水平200米转弯半径、同时竖向380米曲线半径螺旋式掘进，标志着我国地下工程装备的科技攻关取得新突破，这也代表了该领域在全球范围内的尖端技术，为安全、高效推进项目建设打下坚实的基础。
斜坡道转弯成型硐段
截至5月29日凌晨，项目成功克服极硬岩、连续小半径转弯、大坡度螺旋下坡、反坡排水、围岩小扰动控制等技术难题，螺旋斜坡道工程累计掘进长度达1284.025米。“北山1号”的成功转弯，既标志着该核心关键设备通过调试考验，性能指标达到设计要求，也初步验证了长距离极硬岩、小半径螺旋转弯、大坡度长距离下坡解决方案的可靠性，为高质量建设世界一流地下实验室奠定了坚实的基础，积累了宝贵的施工经验。
据悉，该螺旋斜坡道工程建设是中国北山地下实验室项目建设的关键，将为场址评价、处置库设计、建造和处置系统安全评价提供关键参数和技术支撑。