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校稿 | 中國南水北調 編輯 | 澄澈

這是世界最大的水利樞紐工程——長江三峽水利樞紐工程。

世界移民最多、工作最為艱巨的水利建設工程

（圖：中國南水北調）▼

這是亞洲最大的人工淡水湖——丹江口水庫。

南水北調中線工程水源地

（圖：中國南水北調）▼

這兩座超級工程之間，隔著重重大山。

如果有一天，突然有個人對你說：“修條超級水管，把它倆連起來吧?！蹦愦蟾怕蕰X得他瘋了。

可能很多人不知道的是，這樣一件看似極為“瘋狂”的事情，事實上正在進行著。

這就是南水北調中線后續(xù)工程——引江補漢工程。直到今天——2025年7月7日，已經(jīng)足足開工三周年了！

三年前的今天

引江補漢工程開工動員大會分會場現(xiàn)場

（圖：中國南水北調）▼

中國人為什么要花費如此代價進行這么一項“超級工程”，又會用到什么工具鑿穿這重重大山？

這是中國在建長距離有壓引調水隧洞中

單洞長度最長、洞徑最大、綜合難度最高的工程項目之一

（圖：中國南水北調）▼

靠什么？挖開深山！

為什么要建設引江補漢工程？答案也很簡單，就是要增加南水北調中線工程北調水量，應對北方受水區(qū)用水需求進一步增長、供水穩(wěn)定性進一步提高等新要求，同時增強漢江枯水年份水資源調配能力、緩解漢江流域用水壓力。

北方太缺水了，僅靠東線、中線工程本身遠遠不夠

引江補漢工程可實現(xiàn)南北兩利，漢江水量也得到補充▼

引江補漢工程，也是南水北調后續(xù)工程首個開工重大項目，連通三峽水庫和丹江口水庫兩大戰(zhàn)略水源地，起到連通長江、漢江流域與華北地區(qū)，優(yōu)化國家水網(wǎng)布局，加快構建國家水網(wǎng)主骨架和大動脈的重要作用。

這條地下輸水線以三峽水庫為起點

過斷層、穿群山、越河流▼

引江補漢工程輸水總干線全長194.7公里，其中隧洞就長達194.19公里、隧洞內徑更是達到10.2米。相當于說，整個引江補漢工程幾乎都是在“山肚子里”開出來的一條路，而這條路的直徑相當于城市電線桿的長度。

挽起長江和漢江、連通三峽工程和南水北調工程

隧洞比達到了驚人的99.7%

（圖：中國南水北調）▼

想要完成這一壯舉，離不開一件極其強大的工程利器——TBM。畢竟引江補漢工程輸水總干線采用“鉆爆法+TBM法”組合施工方案，其中鉆爆法施工洞段總長約71公里（占比36%），而TBM法施工洞段則長達約124公里（占比64%）。

“TBM”一詞，對普通人而言或許陌生，但對稍微接觸過工程的人而言極為熟悉，甚至人們還經(jīng)常把它和盾構機搞混，實際上它倆的適用場景完全不同，只是外觀看著比較相似。

本質上，TBM和盾構機都是隧道掘進機。在中國，將用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構機，比如南水北調中線總干渠的穿黃工程，用到的就是盾構機。

2007年7月8日，穿黃工程盾構始發(fā)

（圖：中國南水北調）▼

工程使命結束之后的盾構機或TBM，去向各異?；虿鸾饣厥眨蚓偷匮诼?，或展出。南水北調中線總干渠穿黃工程所使用的“黃河號”盾構機，其最終命運是完整保留了下來。

2021年6月18日

中線穿黃“黃河號”盾構機亮相焦作市南水北調天河公園

將作為南水北調工程建設的重要歷史見證供游人參觀

（圖：中國南水北調）▼

而用于巖石地層的隧道掘進機簡稱為TBM，引江補漢工程用到的就是TBM。當然部分現(xiàn)代設備兼具二者特點，比如雙模式TBM，可適應軟土與硬巖交替地層。

TBM，在中國特指全斷面硬巖隧道掘進機，這是一種專門用于在硬巖地層中進行隧道掘進的大型機械設備，它的工作內容基本和穿山甲在地下打洞類似。

兩者之間看似相似，實際情況差異極大

（圖：中國南水北調）▼

然而，它的工作原理遠比穿山甲打洞復雜得多，僅是零件就由刀盤、主驅動系統(tǒng)、盾體、推進系統(tǒng)、管片拼裝機、出渣系統(tǒng)以及配套設備等組成。

“裝備”太多了，以“江漢領航號”為例

（圖：中國南水北調）▼

刀盤可以說是TBM的“門面”，也是人們平時在新聞中接觸到TBM的“第一印象”。TBM的刀盤就像一個巨大的齒輪，上面布滿了鋒利的刀具，當?shù)侗P高速旋轉時，刀具就像一把把利刃，將前方的巖石一點點破碎。

破碎后的巖石，通過皮帶輸送機等出渣設備，被源源不斷地運出隧洞。而TBM的護盾則像一個堅固的鎧甲，在掘進過程中保護著機器內部的設備和工作人員。同時，支護系統(tǒng)會及時對隧洞壁進行支護，確保隧洞的穩(wěn)定。

“轉”→“掘”→“破”→“清”，實現(xiàn)循環(huán)

以“江漢平安號”為例

（圖：中國南水北調）▼

幾臺TBM？10臺！

一臺TBM造價極高，在世界上的諸多“超級工程”中，往往一項工程只有1臺進行參與，個別項目會有2~4臺同時參與，但總之數(shù)量往往不會超過兩位數(shù)。

引江補漢工程有幾臺TBM參與呢？答案是10臺！這是中國在建一次性投入超大直徑TBM施工最多的隧洞，10臺TBM的直徑均為12米級。

值得一提的是，現(xiàn)在已經(jīng)是引江補漢工程開工的第三個年頭了，目前已下線了7臺TBM，還有3臺仍在建造中。這也側面反映了這項工程的復雜性，畢竟這可是一項預計耗時長達9年的“超級工程”。

就連TBM進場，先期工作也要花費一定時間

（圖：中國南水北調）▼

引江補漢工程，各個區(qū)段工程情況并不一致，所以采用的TBM也并非是同一種類型，而是多種多樣。就以這下線的7臺為例，敞開式2臺、雙護盾式1臺、單護盾式3臺、雙模式1臺。

中鐵裝備、鐵建重工是制造主力（圖：中國南水北調）▼

一項“超級工程”的誕生過程中，它的使用工具往往會破各種記錄，何況這又是一項使用了10臺TBM的工程。

“江漢先鋒號”，是目前國內引水隧洞項目中使用的最大直徑單護盾硬巖掘進機。

“江漢先鋒號”也是引江補漢工程首臺下線的TBM

（圖：中國南水北調）▼

“江漢領航號”，是目前國內水利工程中直徑最大的敞開式硬巖掘進機。

為應對各種復雜地質條件

如巖爆危害、斷層破碎帶等

“江漢領航號”對關鍵部件均做了特別針對性設計

（圖：中國南水北調）▼

“江漢平安號”，是目前國內引水隧道項目中直徑最大、功能最全的雙護盾硬巖掘進機。

“江漢平安號”運輸過程

（圖：中國南水北調）▼

“江漢龍安號”，是引江補漢工程全線唯一一臺雙模式硬巖掘進機，也是目前國產(chǎn)掘進里程最長的雙模式硬巖掘進機。

“江漢龍安號”，同時對抗軟巖和硬巖

圖為正處于盾尾翻身狀態(tài)

（圖：中國南水北調）▼

在外界眼中，很多人對TBM都有誤解，誤認為這只是一個巨型的“挖掘機”，建造難度不算太大，建造后只要把這個龐然大物拉到洞口，后續(xù)就是無腦“挖挖挖”了。

但事實上，建造TBM是一項高科技工程，尤其是引江補漢工程的TBM。引江補漢工程沿線地質條件極為復雜，輸水線路穿越73條主要大規(guī)模斷裂（層），包括7條區(qū)域性深大斷裂和66條大型斷層，面臨著千米深埋、超硬巖掘進、高外水壓力、有害氣體、突泥涌水等難題，這些難題在建造以及后續(xù)使用TBM都需要考慮。

畢竟要穿越層層大山

先期地質勘察選線就已困難重重

（圖：中國南水北調）▼

在“江漢先鋒號”上，設備搭載了綜合地質預報系統(tǒng)、刀具磨損及狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、護盾卡機預警及評估系統(tǒng)等，能夠有效應對沿線埋深大、軟巖大變形等復雜地質條件。

該設備還創(chuàng)新性地突破了同步推拼技術

可實現(xiàn)隧洞掘進和管片拼裝同步進行

施工效率可提升20%至40%

（圖：中國南水北調）▼

在“江漢領航號”上，對于超硬巖掘進，刀盤刀具采用螺旋線布置、超小刀間距、雙箱型結構刀盤等優(yōu)化設計，提高破巖效率，同時增加刀盤刀具狀態(tài)監(jiān)測、振動在線監(jiān)測功能。

“江漢領航號”刀盤及中心塊運輸狀態(tài)

（圖：中國南水北調）▼

在“江漢平安號”上，TBM搭載了激發(fā)極化法超前地質探測、卡機預警、刀具狀態(tài)檢測系統(tǒng)以及首創(chuàng)的常態(tài)超前鉆機系統(tǒng)，可應對大埋深圍巖應力大、超硬巖、巖爆、高外水壓力等復雜地質條件。

“江漢平安號”掘進始發(fā)

（圖：中國南水北調）▼

同時，“江漢平安號”設計團隊自主研制了“TBM-SMART”智能掘進系統(tǒng)。這一“智慧大腦”，能夠自動評估圍巖地質狀況，精準優(yōu)化設置掘進參數(shù)，保障掘進安全高效，為工程建設提供了重要的裝備支撐。

“江漢平安號”掘進始發(fā)

（圖：中國南水北調）▼

在“江漢龍安號”上，針對軟巖變形、斷層破碎帶與超硬巖交替出現(xiàn)的地質特征，它可以在土壓平衡與單護盾模式間靈活切換。這個獨特的雙模式設計，是整個設備的核心。

“江漢龍安號”刀盤中心塊順利下高速

（圖：中國南水北調）▼

土壓平衡模式通過動態(tài)控制土艙壓力穩(wěn)定掌子面，有效應對涌水突泥風險；單護盾模式則憑借高剛度結構實現(xiàn)硬巖高效破巖掘進。

盾體采用倒臺階型設計，結合刀盤擴挖設計

在保證轉彎、減震性能的同時，最大限度降低卡機風險

（圖：中國南水北調）▼

TBM，掘進到什么情況了？

預計工期9年，3年已經(jīng)悄然過去，引江補漢工程的TBM，已經(jīng)掘進到什么狀態(tài)了？

“江漢先鋒號”在洞內掘進

（圖：中國南水北調）▼

目前引江補漢工程的TBM已下線7臺，服役中的有5臺。5臺的各項工程進展數(shù)據(jù)及狀態(tài)，在引江補漢工程內部的TBM集中管理系統(tǒng)中，可以實時查詢。

這套信息集成系統(tǒng)十分強大

指揮部可以第一時間掌握前線數(shù)據(jù)及最新動態(tài)

（圖：中國南水北調）▼

截至2025年7月6日，引江補漢工程主隧洞掘進已超過8.3公里，沿線施工支洞掘進總計超過25.2公里。

“江漢新石器號”TBM操作手正在工作

（圖：中國南水北調）▼

引江補漢工程，只是中國國家水網(wǎng)建設“萬里長征”的一小步。在這一過程中，TBM技術的應用也推動了高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，提升了自主研發(fā)能力和技術水平，為國家水網(wǎng)建設提供更先進的設備和技術支持。

“江漢開拓號”管片成型隧洞

（圖：中國南水北調）▼

在引江補漢工程建設中，從TBM設備選型、復雜地質應對技術，到施工組織管理模式，都為后續(xù)國家水網(wǎng)建設項目提供了寶貴經(jīng)驗借鑒。

“江漢開拓號”TBM管片成型隧洞

（圖：中國南水北調）▼

未來，在國家水網(wǎng)的持續(xù)完善過程中，這些經(jīng)驗和技術將發(fā)揮重要作用，助力打造更安全、高效、智能的國家水網(wǎng)體系。

引江補漢工程的一項項重大進步

極大可能會在未來繼續(xù)發(fā)揮重要作用▼

【致謝】7月7日，南水北調后續(xù)工程首個開工項目中線引江補漢工程已正式開工三周年。值此特殊之日，“地球知識局”與中國南水北調集團新聞宣傳中心、中國南水北調集團江漢水網(wǎng)公司攜手精心打磨推出力作，深度解讀引江補漢工程建設過程中的重大利器——TBM，感謝中國南水北調集團新聞宣傳中心、中國南水北調集團江漢水網(wǎng)公司對本文的大力支持！

*本文內容為作者提供，不代表地球知識局立場

封面：中國南水北調