看一下盾构机的基本工作原理动图。
2017年2月,马斯克在SpaceX的停车场挖了一条“demo地道”;2017年8月,无聊公司获准在洛杉矶挖掘一条2英里长的试验隧道;2018年11月18日,洛杉矶第一条示范隧道惊艳亮相。
而这条隧道仅仅花了1000万美元(不含TBM购买成本)
高度自动化TBM是节省施工成本的关键。还可以提高安全性、施工效率。
隧道自动操作的手柄,有种操作游戏机感觉。
如果将引江补汉工程隧洞建设作为一个典型例子分析。
根据工程参数隧洞直径10米,全长194.8公里,平均引江水量为39亿立方米。静态总投资约600亿。每公里投资3亿,吨水投资15元。收费年限47年,每吨水计入调水费1.03元。(数据来自环评)。
如果,按此工程参数,隧洞成本降低到原来50%~25%。
那么吨水调水水费将降低到0.5~0.25元。
如果,隧洞能够按照常年最大设计流量通水,年调水量达68亿立方米以上。收费年限降低25年以内。
所以,低成本的隧洞技术,将能够实现调水商业化采用PPP公用事业建设模式交给建设公司建设,收费25年后移交,之后不再调水费,用水免费。
关键问题:如何实现低成本挖掘调水隧洞?
埋深和隧洞的直径大小是对建设成本影响最大的因素,引江补汉工程最大埋深1182米,超过600米的洞段占45% 。在调水设计时选择埋深低于150米,有望降低一半的成本。
如上图,通天河到柴达木盆地隧洞走向就是走最小埋深的线路。
调水隧洞的直径通常在10~20米直径,10米按引江补汉水流条件可调水量最大68亿立方米以上,20米直径可以超过280亿立方米以上。
在整线埋深不超过120米的调水隧洞,是可以实现20米调水隧洞直径。
实现调水隧洞低成本的另外一个措施是改进挖掘技术。实现零渣土运输。
通水后,利用水流冲走隧洞内的渣土。
实现低成本调水隧洞挖掘的技术创新。
用两米直径的挖掘机,挖直径10~20米的隧洞,还能实现零渣土运输。
具体施工过程详见微信公众号大国科技学苑的文章。