这座电站里，为啥有把倾斜50度的“椅子”？

如果你的办公椅向后倾斜50度，你能坚持坐多久？如果此时环境温度高达50摄氏度，你又能坚持多久？

近日，央视主持人大赛的参赛选手林祉祎讲述了她在国网新源湖南平江抽水蓄能电站建设现场的见闻——那里有一把倾斜50度的“椅子”，抽水蓄能电站的建设者们在极具挑战性的环境中挖掘出一条条能源通道。

央视评委在点评中为抽水蓄能工程建设的创新突破点赞。

50度倾斜的“椅子”长啥样？

大家看到那个黄色的、像楼梯一样的部件了吗？那就是林祉祎口中的倾斜的“椅子”——准确来说，它是一个向下倾斜的操作平台。

操作平台根据斜井角度和人机工程学要求设计。

这把“椅子”的倾斜其实是相对的。当全断面硬岩隧道掘进机也就是TBM斜向上作业时，原本倾斜的“椅子”恢复水平，使得工人能够在机器内部安全、平稳地工作。

为什么非要跟50度较劲？

答案很简单：因为施工的隧洞需要有50度的斜度。

抽水蓄能电站效果图中蓝色部分的中段为大倾角斜井。

当TBM斜向上“抬头”掘进时，机器内部所有设备也会随之向后倾斜，这会令在里面的人非常难受。

50度有多陡？坐过过山车的朋友都知道，45度的下坡已经让人心跳加速。而在50度的斜坡上工作，其难度可想而知。

为避免这种情况，“天岳号”TBM在设计之初就配备了倾斜的操作平台——前面所说的倾斜50度的“椅子”。

“天岳号”TBM挖掘出来的50度倾角的陡峭隧洞。

那么，施工的隧洞为啥是倾斜的？

抽水蓄能电站依山势而建，山上与山下的两座水库遥相呼应，中间的山体内则建有地下厂房及总长度近万米的二三十个隧洞。这些隧洞大小、长度和走向各异，水平方向的称为平洞，竖直和倾斜的则称为竖井和斜井。斜井就是咱们说的倾斜的隧洞。在山体里斜着挖出一个隧洞的难度堪称“地狱模式”。

建地下隧洞是怎么用上TBM的？

以前，TBM主要用来建地铁、隧道等。2016年，TBM施工方法首次应用于抽水蓄能电站工程建设。

2016年6月，国网新源山东文登抽水蓄能电站的建设者们成立课题研究小组，对国内外地下洞室施工技术及设备进行全面调研，牵头研发并应用了世界首台超小转弯半径硬岩隧道掘进机（TBM）“文登号”，推动了抽水蓄能电站地下工程施工的技术革命。

说了半天，TBM到底是什么？

先上图。TBM长这样：

“文登号”TBM效果图。

“天岳号”TBM效果图。

TBM就像一列能钻山破岩的“钢铁火车”，车头的刀盘旋转切削岩石，车身负责运出碎石，还能同步完成隧道支护。与传统施工相比，TBM有三个突出优势：

智能导航：自动找准方向不迷路。

一次成型：挖出的隧道光滑整齐，免去二次修整。

安全高效：工人在护盾内作业，告别塌方风险。

从“文登号”到“天岳号”

实现革命性突破

将TBM施工方法应用于抽水蓄能电站工程建设是一次革命性突破，解决了以前靠人工施工安全隐患多、施工周期长、作业环境差、劳动强度大、效率低、对环境影响大等问题。

“永宁号”斜井TBM始发掘进位置示意图。

但最初的“文登号”TBM仅能水平掘进，不能倾斜掘进。只有实现“龙抬头”，才能完成抽水蓄能电站大倾角斜井的机械化施工。

2022年10月，世界首台大直径、超小转弯半径硬岩隧道掘进机“抚宁号”TBM在国网新源河北抚宁抽水蓄能电站交通洞出口顺利出洞。这台最大爬坡角度为10度的TBM为斜井施工打下基础。

2024年9月，国内首台大倾角、大直径斜井TBM“永宁号”精准贯通国网新源河南洛宁抽水蓄能电站的关键性引水斜井。这条斜井长873米、倾角为38.742度，刷新了我国在抽水蓄能电站建设领域机械化施工的纪录，真正实现了大倾角斜井TBM施工。

0度、10度、40度……TBM的“头”不断向上昂，2025年，能50度“抬头”的“天岳号”TBM在平江电站引水斜井施工中实现重大技术突破。

“天岳号”TBM到底有多强？

2025年6月6日，国网新源平江电站地下78米深处，“天岳号”TBM精准贯通引水斜井，穿越6条断层破碎带，未发生一次溜滑事故。这标志着我国攻克了高水头斜井建设的世界级难题，是科技创新重塑抽水蓄能地下工程范式的缩影。

2024年8月8日，可变径斜井TBM“天岳号”在国网新源平江电站组装完成。

“天岳号”硬岩掘进机总长87米，总重超900吨，由一万多个零部件组成，采用50度倾角大坡度由下往上爬行施工，掘进速度较传统施工方式提升了3倍。

在山体中，“天岳号”TBM自下而上爬坡掘进，通过首创的三撑紧液压互锁系统征服50度陡坡。

来看看抽水蓄能电站的TBM家族

2019年10月13日，全球首台紧凑型超小转弯半径TBM“文登号”在国网新源文登电站成功应用。

2021年10月22日，全球首台大直径、超小转弯半径TBM“抚宁号”在国网新源河北抚宁抽水蓄能电站投入使用。

2024年9月9日，国网新源洛宁电站2号引水斜井贯通。国内首台大倾角、大直径斜井TBM“永宁号”在国网新源河南洛宁抽水蓄能电站顺利始发，开创了国内机械化全断面开挖斜井的新模式。

“倾斜50度”的椅子背后，是我国抽水蓄能事业的飞速发展。从“文登号”到“天岳号”，国网抽蓄事业部（新源集团、新源控股）TBM技术应用已经覆盖13座电站，掘进里程超58千米，为我国“十四五”期间新增3000万千瓦抽水蓄能装机提供了核心支撑。