国际在线湖北消息(记者 胡礼国):近日,我国首台掘爆机“翔龙号”在湖北省武汉市中铁科工江夏制造基地下线。这款装备融合掘进法与钻爆法两大主流工法,填补了复杂地质隧道一体化施工装备领域的空白。
“翔龙号”掘爆机下线 供图 中铁科工
“翔龙号”由清华大学与中铁科工集团联合研制,整机长70米,开挖直径达4.55米,中心刀盘直径达1.2米,整机重量约400吨。该装备创新采用空心刀盘结构,依靠空心刀盘、中心刀盘协同运作,可灵活切换“前爆后掘”“前掘后爆”“全断面掘进”等多种作业模式,融合超前钻爆预处理、机械化连续开挖双重优势。
长期以来,在长大隧道建设中,软岩大变形与极硬岩掘进效率低是困扰行业的“两座大山”。传统硬岩掘进机(TBM)面对不良地质时适应性不足,而钻爆法则面临着安全管控压力大、效率有限的瓶颈,两种工法优势难以兼容。
此次下线的掘爆机,在理念上实现了颠覆性突破。据研发团队介绍,该设备创新性地采用空心组合刀盘结构,将传统封闭式的全断面刀盘变为“环形”。这一设计看似简单,实则解决了复杂的力学与工程难题。
“掘爆机最大的特点,就是实现了掘进、钻爆等工法的组合。”清华大学研发团队负责人表示,通过在环形刀盘中心开辟“通道”,施工人员可以在掘进机前端灵活切换“前爆后掘”“前掘后爆”或“全断面掘进”等多种作业模式。这意味着,面对极硬岩时可以“先爆后掘”,面对软岩大变形时可以“超前加固”,真正实现了“一机多用”,打破了国外在超硬岩施工装备上的固有设计路径。
同时整机搭载多项原创技术,大幅提升复杂隧洞施工综合能力,还能将开挖产生的岩柱加工成建筑骨料,实现洞渣资源化循环利用,减少弃渣外运,助力地下工程绿色低碳建造。据工作人员介绍,该设备下线后将会投入抽水蓄能电站项目开展工程,团队将依托现场实测数据,持续优化掘爆机性能。
从2022年概念提出到2024年试验装置下线,再到如今整机在江夏正式投产,这台掘爆机的诞生历经四年多攻关。据项目负责人回忆,仅核心部件“组合刀盘”的设计论证就耗时六七个月,历经五次大规模专家评审。
据了解,该设备的研发与落地得到了武汉市科技创新局及江夏区的大力政策支持。中铁科工相关负责人表示,“整机及核心零部件均实现了完全自主可控,证明了我们的制造能力能支撑起任何创新设计。”
未来,设备将广泛服务交通干线、水利枢纽、深地资源开发等重大工程,持续提升国内地下工程装备自主研发制造水平,依靠装备技术创新赋能新型工业化、交通强国建设,为实现高水平科技自立自强提供坚实支撑。
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