报记者走进位于武汉的中铁科工，实地探访武汉轨道交通12号线工程大盾构机施工、世界首创的掘爆机试验以及焊接

  当乘坐地铁畅行在城市地下或驾驶汽车自由穿越于山海之间的时候，人们有没有想过，这些长长的隧道是如何建成的？

  在地下50多米的武汉轨道交通12号线工程过江隧道施工现场，国产大直径泥水盾构机“江城先锋号”的刀盘正徐徐转动。“这是由中铁科工和中铁装备共同研制的大直径泥水盾构机，直径达12.56米，相当于四层楼高，是常规地铁盾构机断面的4倍，整机重达2900吨，总长约105米，是名副其实的‘基建蛟龙’。”中铁科工党委委员、总工程师盛宝安介绍。

  这台大盾构机在武汉轨道交通12号线工区施工，该区间由中铁隧道局承建。其中，凌吴村站-国博中心南站区间采用单洞双线大直径泥水盾构施工，隧道全长3373.7米，距地面最大距离51.7米。

  中铁隧道局项目部王世强介绍，在该区间泥岩等高粘性地层总长2.2千米，施工存在长距离超高水压环境掘进、盾构下穿建筑物地表沉降及结构变形控制、高渗透地层大直径盾构始发接收等难题，施工难度高、挑战大。未解决上述难题，相关的单位把这台盾构机的刀具创造性地改成羊角形状。刀具优化后，这台盾构机的掘进速度提高到9.6米/天，是采用传统刀具盾构机的8倍。

  盾构机刀具优化，只是工程装备创新的一个缩影。记者在武汉江夏区中国中铁工业高端装备制造基地看到，世界首创的掘爆机试验装备已完成在空心刀盘掘进、超前预裂处理后空心刀盘掘进和全断面刀盘掘进三种工况下的掘进试验。

  “在超硬岩地质条件下，经过超前预裂处理，空心刀盘掘进效率可提升30%，我国掘爆机将为世界长大隧道建设提供新方案。”中铁科工研发人员陈家乐说。

  掘爆机是隧道掘进领域一项具有突破性和原创性的技术成果，将现代隧道掘进机（TBM）与传统钻爆法的有效结合，具有多种掘进模式，属于高端化、智能化、绿色化的新一代掘进机。掘爆机研制成功后将实现隧道掘进领域新突破，尤其是在我国实施大规模设备更新的背景下具备极其重大意义。

  目前，我国长大隧道施工遭遇岩爆、破碎带、软岩大变形等复杂地质条件时易引起设备故障，带来工期延误。清华大学和中铁科工联合研制的掘爆机这一原创性高端装备，有望打破当前长大隧道的施工困局。

  陈家乐介绍，“掘进机+钻爆法”双工法融合，提高了施工效率，实现智能化、绿色化施工，掘进机与钻爆法优势互补，边掘进边爆破，发挥出设施安全高效和钻爆法施工灵活的特性。同时，掘进机与钻爆法融合实现了因岩制宜、多种搭配，在硬岩地层，特别是高岩爆、大变形等复杂地质条件下还可超前释放应力。此外，在围岩条件良好时，中心岩块可生产骨料，实现就地取材再利用，减少实际工程投资，实现绿色建造。

  “掘爆机具有广泛应用价值和推广前景，有望应用于大型水利水电、矿山工程及公路、铁路等建设领域，为‘大国重器’再添新成员。”高级专家李建斌说。

  在中国高端装备制造基地，戴上防护镜的记者在现场近距离观察机器人实施的焊接作业：由中铁科工研制的国内新型智能焊接机器人正在对一块钢板进行精准焊接，随着耀眼焊花迸射，一个焊接点仅需几秒便可完成。

  “以前焊接只能人工操作，现在换成机器人，可大幅度提高施工效率，降造成本。”中铁科工研发人员杨乐介绍，这款智能机器人目前已成功运用到正在建设的澳凼大桥、牂牁江大桥等施工现场，每天平均上班时间超过8小时，单台设备可减少3名工人的人力成本，整体焊接效率比人工焊接作业提高1倍以上，焊缝外观一次合格率达98.5%以上，比人工焊接提高约15%。

  这款人还可避免一些人工焊接所产生的技术缺陷，实现了较高的焊接效率和焊接质量。杨乐介绍，这台设备整体结构采用“龙门+双倒挂六轴”机器人形式，适用于钢桥梁生产的全部过程中的焊接环节，采取“3D模型驱动+任务规划+视觉处理”技术路线，对台架上的所有焊接工件一次性扫描提取位置信息，根据工件图纸生成隔板焊接程序，再利用点激光传感器对焊缝的起始点、终点进行精准定位，实现多块隔板自动寻位、自动纠偏，有效地解决了现有自动化焊接方案需频繁换产、吊装对位或离线编程等问题。

  除了焊接机器人，中铁科工还自主研制了国内首台千吨过隧道单主梁架桥机“陆吾号”、国内最大起重能力的2000吨双轨门式起重机、1800吨世界最大整孔预制箱梁架桥机“越海号”……植根于技术创新，中铁科工“逢山开路，遇水架桥”，在重型装备生产制造领域，勇做开路先锋，将一个个“不可能”变为现实，努力推动中国制造向中国创造转变。