2015年8月20日，蘭州市水源地建設工程在TBM1工業廣場舉行了開工儀式。時隔兩年，在蘭州市水源地建設工程開工建設兩周年之際，在隧洞中蟄伏了一年多的鋼鐵蛟龍-TBM1掘進機破壁而出，于2017年8月21日晚21時48分到達接觸帶豎井控制段上游掌子面，順利實現首段貫通。
TBM1從2016年3月16日始發至今，經歷了523個不平凡的日夜，艱難跋涉于極堅硬的石英閃長巖、石英片巖和蝕變花崗巖，完成掘進8.3公里。近兩年的風風雨雨，暫不提前期施工準備的困難重重，單單TBM1進洞后的種種遭遇和磨難，足以叫參與者終身難忘。
頗具挑戰的施工難度
TBM1是蘭州市水源地建設工程的控制性節點工程之一，施工控制長度12.2公里，其中5#支洞掘進段長3公里、主洞掘進段7.7公里、接觸帶豎井TBM1滑行長1.5公里。
蘭州市水源地工程TBM施工輸水主隧洞為國內首條采用管片襯砌的有壓隧洞，出口壓力達到0.7MPa，對豆礫石吹填的密實度、回填灌漿質量及后續的固結灌漿、接觸灌漿要求很高；采用的四邊形管片（5+1）型，為國內首次應用于引水工程，管片制造難度大、安裝精度要求高；豆礫石回填灌漿目前在國內尚無規范、標準可依，需在施工過程中進行探索；TBM1控制段地質條件復雜，巖性變化多端，從極堅硬的石英閃長巖、花崗巖、安山巖到極軟的泥質砂巖和粉砂質粘土巖，巖石強度差別大（10MPa ~170MPa），首段掘進以石英片巖和蝕變花崗巖為主，花崗巖地層地質條件具有多變性、復雜性及難以預測性等特點，存在突泥、涌水、卡機等風險；TBM1是由中國中鐵工程裝備集團有限公司生產的國產首臺雙護盾TBM，施工分包商為首次駕馭雙護盾TBM施工，設備制造及TBM施工環節均存在不同程度的不可控因素。設備制造商及施工分包商的經驗不足，加之異常緊迫的施工工期、復雜的地質條件、極高的技術要求，給TBM1施工帶來了極大的挑戰。
然而，面對重重艱難險阻，在黃河設計公司的正確領導下，EPC總承包項目部齊心協力、迎難而上，從設備制造到施工籌備再到現場施工監控，從無所不在的設計支持再到超前精準的地質勘察，科學部署，組織分包商攻克一道道技術難題和施工障礙，以鋼鐵般的意志一步步實現了TBM1首段貫通。
全程參與的設備制造
為使TBM設備能達預期功能，EPC總承包項目部高度重視TBM設備制造環節，時刻關注設備制造的進度及質量。自設備制造以來，項目副經理兼TBM總監汪雪英分別于2015年10月9日和2015年10月17日組織召開兩次設計聯絡會，并邀請國內知名專家到場進行指導、咨詢。設備制造期間，汪雪英多次組織分包商及業內專家到制造車間、總裝車間進行監督檢查，對TBM制造、組裝技術和質量控制等進行了技術指導，對TBM監造中發現的問題進行現場協調解決。2016年1月10日，EPC總承包項目部組織驗收小組（業主、水電四局及特聘專家）在成都對TBM1進行出廠驗收，驗收小組依據出廠驗收大綱進行逐項驗收并編制驗收報告。自此，黃河設計公司參與共同研發、具有完全自主知識產權的首臺雙護盾TBM研制成功，填補了我國雙護盾硬巖TBM研制的空白，并將TBM制造周期成果縮短至6個月。
未雨綢繆的施工準備
在大力推進設備制造及TBM工業廣場施工的同時，EPC總承包項目部提前謀劃，積極組織分包商籌備TBM施工準備工作。
2015年12月20， EPC組織TBM施工專家組到現場對TBM進場前的施工準備工作進行檢查和指導，組織召開TBM施工技術專題討論會，針對TBM工業廣場施工布置、TBM組裝、滑行、始發等技術方案等提出了建議和解決措施。
為建立健全管片生產及TBM施工的組織結構和技術保障體系，明確TBM設備操作、維保人員的職責和要求，以期合理配置TBM作業班組人員和技術能力，實現施工隊伍的專業化，確保輸水主隧洞工程質量和進度。2016年2月2日，EPC總承包特邀TBM專家組織召開"管片預制及TBM施工隊伍技術能力評估"專題會，并對TBM施工團隊人員逐一進行現場考核及評價。根據現場考核情況，EPC項目部提出了具體的評估意見，督促分包商根據評估意見快速組建和完善管片預制及TBM施工關鍵技術人員配置，形成可靠的TBM施工技術保障體系。
經過短暫籌備，2016年1月20日，TBM1分批運抵施工現場，并于2月4日快速組裝完成，開始始發進洞滑行。
一路坎坷的掘進歷程
TBM1掘進之旅可謂路途坎坷、荊棘密布、困難重重。2016年3月試掘進伊始，即遇超硬巖地質段，巖石單軸抗壓強度高達180MPa，刀具磨損嚴重，刀座開裂，設備故障頻發，掘進效率低，對TBM設備和施工帶來了極大考驗。掘進過程中洞內溫度高、粉塵污染大、通風不暢等使得作業環境十分惡劣，不同程度的影響著TBM1的順利掘進。
自試掘進以來，TBM1掘進過程中曾6次穿越斷層破碎帶等不良地質條件；2016年11月，掘進至3.7公里時，總長3.3公里的連續皮帶機整體傾覆；2017年3月份以來，接連遭遇圍巖擠壓變形卡機事件、突涌水等不良地質條件；8月19日，首段貫通前夕，TBM1再次遭遇突涌水，這些突發事件都阻擋了TBM1快速前進的腳步！
在最艱難、最困難的時刻，特別是在TBM1 遭遇卡機時，董事長張金良、總經理安新代、副總經理馬躍生、牛富敏等公司領導多次趕赴水源地項目，深入現場調查研究，指導制訂攻堅克難技術方案，并協調相關資源協助項目部全力以赴解決技術難題和突發事件，有力的推動了TBM施工正常、順利進行！
無所不在的技術支撐
工程開工伊始，張金良董事長即下達了要充分發揮EPC的技術優勢，充分發揮設計的龍頭優勢等重要指示。
兩年來，秉承為設計為施工服務，設計與施工高度融合的理念，公司總工景來紅、副總工毛文然多次不遠千里深入施工現場一線，從管片制作燕尾槽的優化，到豆礫石回填灌漿施工方案的確定，再到固結灌漿的設計優化等等，殫精竭慮為TBM施工建言獻策，為TBM施工提供優質高效的技術指導。
施工過程中，針對TBM管片預制、豆礫石回填灌漿、固結灌漿等關鍵性施工工序，以副經理耿波為首的設計團隊，多次組織設計人員對分包商進行技術交底及技術指導；為進一步服務施工，設計管理部派員駐扎至施工一線，跟蹤關鍵工序施工過程，為優化設計收集現場第一手資料。
同時，為更高效及時地進行項目技術決策，實現設計與施工高度融合，蘭州水源地EPC項目部創造性地成立項目部技術決策專家委員會，收集并組織識別TBM施工技術問題，及時組織進行決策，并統籌安排處理，為TBM掘進的快速、順利施工解除了后顧之憂，提供了全方位的技術服務。
超前精準的地質勘察
從可研至初設，以EPC項目部副經理、地質總監齊三紅為首的地質團隊多次組織地質人員對TBM施工控制段進行了周密的地質勘探、地表測繪。根據勘察成果，準確研判出接觸帶豎井不良地質條件的存在范圍，并建議采用人工鉆爆法提前挖除，避免TBM掘進時的卡機風險！施工階段，依據前期勘察資料和豐富的工程經驗，制定了一套系統的TBM施工階段地質工作流程和圍巖分類方法，并多次與分包商召開地質專題會、技術討論會，對可能遇到的地質風險進行交底、分析，確定應對措施。現場地質工程師時刻跟蹤圍巖變化，每天通過鉆入刀盤查看掌子面，結合TBM出渣情況確定圍巖類型，不斷完善地質信息，為TBM施工提供最精確的地質參考資料，并根據圍巖變化情況建議分包商合理調整掘進參數（推力、貫入度，刀盤轉速等），及時調整掘進模式及姿態，及時調整、確定安裝管片類型。
從勘察到施工，公司副總工路新景、王學潮會同地質院領導、專家，多次深入現場查看地形地質條件，參與技術審查，就TBM施工段可能遇到的地質風險問題進行了詳細的剖析，給出了處理措施。同時，為高效服務于TBM施工，副總工路新景牽頭組織武漢大學、山東大學、中科院及鄭州大學等國內知名科研機構的地質專家教授，采用地質分析、地震法、激發極化法相結合的綜合超前預報方法對掌子面前方地質條件進行預報，在地質條件相對較差的洞段，進行疊加預報，通過多次預報的疊加，對預報結果進行對比，實現精確預報，為TBM施工多次穿越不良地質帶提供了超前精準的地質研判和強有力的技術支撐。
全程監控的施工管理
面對分包商專業核心技術不夠、施工組織經驗不足、對TBM設備與掘進施工規律掌握不完全、施工工序銜接管理效率不高、巖石地質預判不精確、設備維保及配件供應不及時、應對超硬巖地質和不良地質的經驗和措施不夠等現實，EPC總承包項目部從系統性和前瞻性出發，組建了以TBM總監汪雪英為首，設計、施工、地質人員共同參與的TBM小組，根據工作需要常駐施工現場，及時、高效解決TBM施工問題；細致分析TBM1自試掘進以來暴露出的關鍵問題，并邀請國內知名專家進行現場咨詢、技術指導，組織分包商及設備廠商進行設備改造，改善了施工作業環境，解決了制約TBM掘進的設備問題；擬定TBM施工專題例會制度，以剖析掘進過程各環節時間分布為主，識別影響掘進的關鍵工序及輔助工序，制定改進措施，提高TBM設備利用率，保證TBM施工進度；面對豆礫石回填灌漿沒有成熟經驗、規范可依的困難，不畏艱難，組織分包商進行豆礫石原材料遜徑及巖粉含量敏感性分析，同時在洞內工藝試驗過程中不拘泥于常規灌漿以壓力控制的終灌標準，創造性地探索出一套豆礫石回填灌漿施工技術，不僅解決了本工程豆礫石回填灌漿質量問題，為國內類似工程提供了參考，同時，該項創新也為國內空缺的豆礫石回填灌漿技術規范的編制奠定了基礎。設備改造及豆礫石回填灌漿問題的解決，使得TBM1迅速完成試掘進，進入全速掘進階段。
完成試掘進后，TBM1首段掘進能否與接觸帶豎井控制段的順利貫通對接，又成了一大考驗。為此，EPC總承包項目部以項目部常務副經理熊建清為首的項目經理團隊工作重心前移，組織施工監控部對TBM1施工進行精細化管理，落實責任到人。同時，組織設計管理部、施工監控部、HSE安全環保部人員多次組織進行專項檢查，堅決堅持進度服從質量、質量服從安全的施工原則，保證TBM貫通施工安全。
為確保TBM1能夠按期貫通，常務副經理熊建清及TBM總監汪雪英針對設備故障問題多次組織水電四局和設備廠商召開設備專題會，及時高效地解決了設備故障問題，保證了TBM1掘進的順利進行。
為確保TBM1能夠順利貫通，常務副經理熊建清親自督辦協調河南錦源與水電四局建立聯合工作機制，采取在接觸帶上游掌子面施工貫通控制導孔、在距離貫通面300米前完成地下基本導線復核測量的雙重方式保證TBM掘進精準貫通。掘進過程中，時刻關注TBM掘進適時姿態，嚴格控制TBM掘進軸線偏差，全過程跟蹤TBM導向系統工作參數，依據TBM1導向系統反映的偏差大小和方向，及時指導分包商進行TBM姿態糾編，最終實現了TBM1首段與接觸帶控制段的完美對接。
TBM1首段貫通后，將在進行全面檢修后，開始新的征程，進入1.5公里滑行段及剩余2.4公里掘進段施工的沖刺階段，工期壓力依然很大，與前期硬巖掘進不同，TBM1即將面臨滑行段快速滑行通過，刀具對泥質砂巖段地質條件適應性及長距離隧洞獨頭掘進時施工通風的多重考驗。TBM設備性能雖日趨穩定，但已掘進8.3公里，部分設備會不同程度的存在老化問題，設備故障問題依然會頻繁發生。為此，EPC總承包項目于2017年8月16日組織召開TBM1首段貫通及滑行段施工技術保障措施，對TBM1首段貫通、滑行段施工及后續泥質砂巖掘進段施工可能存在的風險因素進行了充分剖析，并制定了相應的管控措施。
結語
TBM1首段貫通，這一階段性勝利標志著TBM1施工任務完成三分之二，同時也為后續TBM1滑行及第二段快速掘進積累了寶貴經驗。
TBM1首段順利貫通，傾注著公司領導的關懷與支持，傾注著EPC總承包項目部每位員工的辛勤汗水，標志著蘭州市水源地建設工程取得了階段性的勝利，同時為2017年實現輸水主隧洞全線貫通奠定了堅實的基礎。