小编语
1979年，直径4.56m罗宾斯双护盾TBM参与了西伯利亚Severomuysky管线隧道的掘进，这条位于严寒地带、全长15.4km隧道沿线的断层带、地下水与挤压地层使施工方在长达14年的隧道掘进中吃尽了苦头。
40年后，第二条Severomuysky隧道即将建设，这次罗宾斯针对工程提供了2台直径10.37m的XRE双模式TBM，革新的技术与以经验的总结能否征服西伯利亚的严苛环境？
历史回顾
第一条Severomuysky隧道位于西伯利亚贝加尔湖北岸以东300km外的山区，其中长15.4km的管线隧道与铁路隧道平行。
隧道工程环境恶劣：当地冬季在一年中持续超过200天，1月平均气温-28.4℃，隧道沿线由冻土覆盖的花岗岩层、断层带、地下水与挤压层组成。施工地点极其偏僻，最近的铁路堆场距工地1100km，无线电信号时有时无。
工程中使用了1台直径4.56m的罗宾斯双护盾TBM。但是掘进过程中，隧道频繁遭遇涌水，水量达280l/s，工人们不得不在深度过膝的刺骨冰水中进行降水作业。TBM在耗时14年、掘进约6.7km后停机，并于1993年从第2竖井中运出，剩余部分改用钻爆法开挖，最终隧道于1997年完工。
如今，出于当地运输需求，第二条Severomuysky隧道即将开始建设。此次，为了应对严苛的天气条件与复杂多变的地层，建设方选用了2台直径10.37m的XRE双模式TBM。
技术革新
XRE型双模式TBM能够在硬岩层中使用敞开模式，而在软土中切换为土压平衡模式，可分别应对工程中的坚硬的岩层与不稳定的含水软土层。
此次的隧道掘进制定了周密的解决方案：
■ 吸取第一条Severomuysky隧道的经验教训，获取更多地质数据，并进行探查钻探、注浆加固；
■ TBM可适应5-20Bar水压，配备进水控制系统，保持TBM密封，并在降水与地层加固时提供安全的作业环境，可密封出渣槽与多层式主轴承密封可以有效应对高水压；
■ TBM配备超前钻，可在开挖之前进行360度钻探，提前探知前方地质；
■ 扭矩转换系统将帮助TBM脱困：该系统由多级变速箱组成，在硬岩中以高转速/低扭矩运行，而在困难地层中则以低转速/高扭矩运行，两者可随时切换；
■ 刀盘将配备20英寸滚刀，必要时可更换为混合地层刀具；
■硬岩模式下使用皮带机出渣，土压平衡模式下则使用螺旋机。
施工计划
除了使用新型TBM之外，施工方计划在隧道建设中利用其他的信息化技术：出于工程的难度与风险，建设方目前正在考虑使用BIM技术模拟施工环境，将研究、设计、建设与运营中的所有信息整合到数据库中，在紧急情况下可以随时利用数据库计算解决方案。
据悉，新隧道的掘进将于2020年开始，预计将于2025年完工。
今时不同往日，40年前隧道工程的重重困难如今已经不再难以逾越，冰冷刺骨的西伯利亚与复杂多变的混合地层难题在双模式盾构的应对下也能迎刃而解，这其中的变化，正显示出了近半个世纪以来隧道施工技术的发展。