□二处 刘佳欣

　　5月21日，国内首台铁矿山TBM“基石号”在二处西鞍山斜井项目中掘进里程突破4000米大关，标志着我国铁矿山TBM施工技术攻坚再获阶段性成果。此次突破不仅验证了“基石号”在复杂矿山场景下的适应性，更通过实战积累了铁矿山TBM施工的宝贵经验，为后续同类项目提供了可复制的技术模板。

国家战略背景：“基石计划”下的核心工程　　

　 2022年1月，中国钢铁工业协会向国家发改委、工信部、自然资源部、生态环境部四部委上报“基石计划”，计划以2-3个“五年计划”为周期，通过开发国内新增铁矿、拓展境外权益铁矿、挖掘废钢资源，系统性重塑我国铁资源供应格局，破解钢铁产业链资源瓶颈。作为该计划的核心工程，西鞍山铁矿项目位于辽宁省鞍山市，探明储量13亿吨，是国内现存未开发的最大、禀赋最优的单体铁矿山。项目投产后，将有力保障钢铁经济稳定运行，对平抑国际矿石价格发挥关键作用。
　 我集团积极响应国家战略部署，勇担西鞍山斜井项目建设重任，率先将TBM技术引入国内地下铁矿建设领域。在项目推进过程中，二处项目团队直面复杂地质与施工环境，凭借技术创新与高效管理，全力突破重重难关。

先天不足：复杂地质与施工环境的极限考验　 

　 西鞍山铁矿项目包含胶带斜井、辅助斜坡道、巷道及硐室，总长度达15.3千米，最大设计坡度22%，最大埋深858米。项目所采用的“基石号”新敞开式TBM，全长188米，开挖直径7.03米，总重1200吨。据项目总工程师孟佑强介绍，该设备破岩能力强劲，对地层扰动小，相较传统钻爆法，施工综合效率可提升3倍以上。然而，这一技术优势的发挥，必须以克服复杂地质条件为前提。
　 地质勘探报告显示，“基石号”TBM掘进线路需穿越以微风化和中风化石英岩、千枚岩为主的岩层，这些岩层硬度高、研磨性强，且分布着F3、F6、F10、F14、F16等多条断层破碎带，部分区域岩体破碎程度高达V-VI级。针对掘进线路存在的距离长、坡度大、转弯半径小且数量多、埋深大、断层破碎带多等特点，“基石号”TBM进行了多项针对性设计，配备双支撑系统、超前地质预报及加固系统、分区支护系统、在线监测系统等新技术，以保障设备运行的安全性、可靠性和适应性。
　 自2023年12月TBM始发后，掘进过程中遭遇的围岩地质条件极为软弱，裂隙倾角大，围岩暴露后极易滑塌、掉碴。受此影响，TBM掘进速度波动显著，月最高掘进420米，最低仅32米。此外，项目还面临长距离施工通风、破岩工作面除尘、长距离大坡度下坡掘进反坡排水、长距离大纵坡水平运输、隧道支护、铺底回填、TBM卡盾与矿山法巷道开挖同步交叉施工等多重难题，安全风险极高、施工难度极大。

穿越断层破碎带：F3与F6的艰难突破

　　“2024年10月27日，掘进至3006米时，我们进入了F3断层破碎带。”“基石号”TBM司机吴爽回忆道，“两周后的12月11日，又遭遇了F6破碎带，这两大难题对施工技术和安全管理提出了严峻挑战。”
　　面对长达133米的F3断层破碎带，项目团队通过加密钢拱架、增加钢筋排、强化围岩支护等措施，有效应对碎石掉落和围岩不稳定问题；采用双机喷浆技术，保障围岩封闭和二次灌喷质量；运用自主研制的清碴小皮带，提升清碴效率。最终历时33天，以日均4.03米的掘进速度，顺利穿越F3断层破碎带。
　　在积累穿越F3断层破碎带的经验后，面对F6断层破碎带时，项目团队更加从容。通过深化地质条件分析、优化施工方案、精心维护TBM设备，将日均掘进速度提升至7.6米，仅用5天便成功穿越38米的破碎区域。

卡机困境：三次危机的全力突围　　

　 2025年2月19日，“基石号”TBM 迎来始发后的首次卡机。支撑盾位置围岩破碎垮落，致使支撑盾抱死，换步阻力超出设备能力，无法完成换步操作。“刀盘可正常推进，但伸缩盾无法换步，设备陷入停滞。”TBM掘进队长李俊伟描述道。为解决危机，项目部迅速联系专业人员和专家制定解决方案。掘进队利用风镐凿除撑靴范围内围岩，借助风镐劈裂机等设备辅助扩挖，并彻底清理伸缩盾与支撑盾间积碴。经过3天连续奋战，成功解除支撑盾卡死状态，恢复TBM掘进能力。
　 然而，两周后的3月8日，TBM再次卡机。此次卡机源于千枚岩的软弱特性与构造角砾岩问题，应力释放导致岩体收敛，前盾被围岩紧紧包裹。项目部采取精准措施，在刀盘卸渣口位置，从起拱线以上向前盾方向破除围岩，减少盾体与围岩接触面积；通过注浆孔注入润滑油脂，降低围岩应力、摩擦阻力和前盾阻力；从伸缩盾向刀盘方向凿除接触围岩，辅助TBM脱困。经过5天努力，成功解决卡机问题。
　 3月16日，“基石号”又遭遇“踩空”危机。因围岩强度不足，掘进时盾体外侧形成较大空腔，左侧深0.8米，右侧达2.5米，拱顶收敛超12厘米，对支撑盾产生明显下压作用，致使稳定器功能失效，撑靴功能减弱。项目团队迅速行动，利用水钻在下部完整围岩打孔，插入钢棒固定前盾，提供换步反力；从后部支垫空腔区域，恢复撑靴功能；凿除支撑盾体上部围岩，降低阻力。经过5天连续作业，TBM恢复正常掘进。
　 目前，“基石号”TBM已顺利攻克大纵坡始发、小半径转弯掘进、硐内狭小空间储带仓安装、长距离软弱围岩安全穿越等技术难题。后续，项目团队将继续秉持“敢为天下先、忠诚讲奉献”的精神，持续攻克技术难关，刷新掘进纪录，全力推进西鞍山铁矿项目建设，为落实“基石计划”、增强我国铁矿资源供应保障能力、推进中国式现代化贡献力量。