2026年8月1日，武漢江夏中鐵科工智能制造基地，一臺(tái)長(zhǎng)70米、重400噸的"鋼鐵穿山甲"正式揭開面紗。由清華大學(xué)與中鐵工業(yè)旗下中鐵科工聯(lián)合研制的世界首臺(tái)掘爆機(jī)（Boring and Blasting Machine，簡(jiǎn)稱BBM）——"翔龍?zhí)?/span>"在此下線。這不僅是一臺(tái)新裝備的誕生，更標(biāo)志著隧道施工領(lǐng)域迎來(lái)了一場(chǎng)深刻的技術(shù)范式革命。

一、從"兩條路線"到"合二為一"：掘爆機(jī)到底顛覆了什么？

隧道施工，長(zhǎng)期以來(lái)有兩條并行卻難以交匯的技術(shù)路線。

第一條：TBM機(jī)械掘進(jìn)。 硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）像一只巨大的"機(jī)械穿山甲"，通過(guò)旋轉(zhuǎn)刀盤上的滾刀碾壓破碎巖石，實(shí)現(xiàn)連續(xù)機(jī)械化開挖，效率高、安全可控。但它的致命短板在于——面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)時(shí)適應(yīng)性不足。當(dāng)遭遇超硬巖層，刀盤磨損加劇、掘進(jìn)效率驟降；當(dāng)穿越破碎帶、軟巖大變形或巖爆地層，卡機(jī)、塌方風(fēng)險(xiǎn)陡增，甚至導(dǎo)致整條隧道工期延誤。

第二條：傳統(tǒng)鉆爆法。 這是人類開鑿隧道最古老也最靈活的方法——鉆孔、裝藥、爆破、出渣。它幾乎能應(yīng)對(duì)任何地質(zhì)，但安全管控壓力大、施工效率有限，且爆破震動(dòng)對(duì)圍巖擾動(dòng)大，往往需要額外支護(hù)。

兩條路線各有千秋，卻始終無(wú)法兼容。行業(yè)長(zhǎng)期面臨一個(gè)"二選一"的困境：選TBM，就要承受復(fù)雜地質(zhì)帶來(lái)的卡機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；選鉆爆法，就要接受低效率和高安全風(fēng)險(xiǎn)。"翔龍?zhí)?/span>"的顛覆性，正在于第一次將這兩種工法融合到了同一臺(tái)設(shè)備上。

二、核心創(chuàng)新："空心刀盤"——一個(gè)"洞"引發(fā)的技術(shù)革命

"翔龍?zhí)?/span>"最核心的創(chuàng)新，是它的空心刀盤結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)TBM的刀盤是一個(gè)完整的圓形金屬盤面，布滿刀具。而"翔龍?zhí)?/span>"的刀盤中央設(shè)計(jì)了直徑1.2米的空心結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在刀盤中心"打了一個(gè)洞"。這個(gè)"洞"背后，是整套鉆爆系統(tǒng)的嵌入。

正是這個(gè)看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，賦予了"翔龍?zhí)?/span>"三種靈活切換的作業(yè)模式：

1. 前爆后掘模式：遇到超硬巖層時(shí)，鑿巖臺(tái)車通過(guò)刀盤中空區(qū)域伸至掌子面前方，鉆孔、裝藥、爆破，對(duì)巖石進(jìn)行超前預(yù)裂處理，隨后刀盤跟進(jìn)機(jī)械掘進(jìn)。爆破在前、掘進(jìn)在后，硬巖不再"啃不動(dòng)"。

2. 前掘后爆模式：當(dāng)掘進(jìn)過(guò)程中遇到局部硬巖夾層或巖爆風(fēng)險(xiǎn)段，刀盤先行掘進(jìn)，隨后通過(guò)中心通道對(duì)后方圍巖進(jìn)行預(yù)處理爆破，化解地應(yīng)力集中風(fēng)險(xiǎn)。

3. 全斷面掘進(jìn)模式：地質(zhì)條件良好時(shí)，中心刀盤閉合，設(shè)備回歸傳統(tǒng)TBM全斷面機(jī)械掘進(jìn)模式，發(fā)揮連續(xù)高效開挖的優(yōu)勢(shì)。

這一設(shè)計(jì)的本質(zhì)，是將"適應(yīng)性"與"效率"這對(duì)矛盾統(tǒng)一在了同一臺(tái)設(shè)備上。 傳統(tǒng)TBM之所以在不同地質(zhì)面前"水土不服"，核心原因在于它只能"硬碰硬"——用機(jī)械力對(duì)抗巖石。而"翔龍?zhí)?/span>"引入了"以柔克剛"的思路：遇到硬巖，先爆破軟化再機(jī)械掘進(jìn)；遇到軟巖，先注漿加固再安全通過(guò)。

清華大學(xué)水圈科學(xué)與水利工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特聘研究員秦鵬翔介紹，試驗(yàn)表明，在超硬巖地質(zhì)條件下，經(jīng)過(guò)超前預(yù)裂處理，掘爆機(jī)的掘進(jìn)效率可提升30%。

三、不止于"掘爆"：多項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)構(gòu)筑完整解決方案

"翔龍?zhí)?/span>"的價(jià)值遠(yuǎn)不止于"空心刀盤"這一項(xiàng)創(chuàng)新。它搭載了多項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)，構(gòu)成了一套完整的復(fù)雜地質(zhì)隧道施工解決方案。

超前處置模塊：針對(duì)高地應(yīng)力、軟巖大變形等極端地層，設(shè)備可通過(guò)中心刀盤，在隧道開挖掌子面前方開展注漿加固、超前預(yù)裂、應(yīng)急支護(hù)作業(yè)，從源頭規(guī)避圍巖塌方、設(shè)備卡機(jī)等安全風(fēng)險(xiǎn)。這相當(dāng)于給TBM裝上了一雙"預(yù)判的眼睛"和一雙"提前干預(yù)的手"。

巖柱破碎與資源化系統(tǒng)："翔龍?zhí)?/span>"配套了巖柱破碎裝置，可就地將開挖產(chǎn)生的中心巖柱加工成標(biāo)準(zhǔn)化建筑骨料，實(shí)現(xiàn)洞渣資源化循環(huán)利用，減少棄渣外運(yùn)，降低施工成本，讓地下工程真正實(shí)現(xiàn)綠色低碳建造。

可伸縮邊刀：實(shí)現(xiàn)相切圓擴(kuò)挖，靈活調(diào)整開挖斷面尺寸，提升洞內(nèi)轉(zhuǎn)場(chǎng)通行效率。這意味著設(shè)備在隧道內(nèi)移動(dòng)更加靈活，適應(yīng)不同斷面需求。

自適應(yīng)伸縮尾盾：適配多種規(guī)格管片，可在巖爆、大變形洞段完成變徑襯砌拼裝，保障支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這在高地應(yīng)力區(qū)域尤為重要——圍巖變形時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠"跟著變"。

防爆筒防護(hù)結(jié)構(gòu)：能夠緩沖爆破沖擊，有效保護(hù)主機(jī)與內(nèi)部精密元器件。這是將鉆爆法"請(qǐng)進(jìn)"TBM內(nèi)部必須解決的安全問(wèn)題。

雙獨(dú)立皮帶輸送系統(tǒng)：分類轉(zhuǎn)運(yùn)開挖渣土與再生骨料，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工組織流程，提升出渣效率。

這一系列技術(shù)的集成，意味著"翔龍?zhí)?/span>"不僅僅是一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，而是一套"地質(zhì)感知—超前處置—高效掘進(jìn)—渣土利用—智能支護(hù)"的完整地下施工生態(tài)系統(tǒng)。

四、從"跟跑"到"領(lǐng)跑"：中國(guó)地下工程裝備的跨越之路

"翔龍?zhí)?/span>"的誕生，是中國(guó)地下工程裝備發(fā)展史上又一個(gè)里程碑式的節(jié)點(diǎn)。要理解它的意義，需要把它放在更宏大的坐標(biāo)系中審視。

2008年，中國(guó)第一臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)"中鐵1號(hào)"下線，徹底打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)盾構(gòu)從0到1的歷史性突破。

2014年，習(xí)近平總書記在中鐵裝備考察時(shí)作出"推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變"的重要指示，為中國(guó)高端裝備制造錨定了航向。

此后十余年間，中國(guó)盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了爆發(fā)式增長(zhǎng)期：世界最大直徑高鐵盾構(gòu)機(jī)"領(lǐng)航號(hào)"、世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)"啟明號(hào)"、世界首臺(tái)原位可變徑盾構(gòu)機(jī)"變徑一號(hào)"、世界首臺(tái)綠色盾構(gòu)機(jī)"中鐵1237號(hào)"……一臺(tái)臺(tái)"世界首臺(tái)"密集下線，中國(guó)盾構(gòu)產(chǎn)銷量連續(xù)多年位居世界第一，全球每10臺(tái)盾構(gòu)機(jī)中就有7臺(tái)來(lái)自中國(guó)，產(chǎn)品出口全球30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

而"翔龍?zhí)?/span>"的意義在于——它不再是對(duì)TBM技術(shù)路線的單點(diǎn)優(yōu)化，而是對(duì)TBM技術(shù)路線本身的"破圈"和"重構(gòu)"。如果說(shuō)此前的突破是在"TBM技術(shù)框架"內(nèi)做精做深，那么"翔龍?zhí)?/span>"則是跳出了這個(gè)框架，把TBM和鉆爆法這兩個(gè)原本被認(rèn)為"水火不容"的工法融合在了一起。

從"跟跑"到"并跑"，再到"領(lǐng)跑"，中國(guó)地下工程裝備完成了一次次跨越。而"翔龍?zhí)?/span>"標(biāo)志著中國(guó)在這一領(lǐng)域已經(jīng)從"技術(shù)追趕者"轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>"技術(shù)定義者"。

五、大國(guó)重器的大國(guó)擔(dān)當(dāng)：從抽水蓄能到川藏鐵路

"翔龍?zhí)?/span>"下線后，即將投用于一項(xiàng)重點(diǎn)水電工程項(xiàng)目。而它的長(zhǎng)遠(yuǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，指向了國(guó)家重大戰(zhàn)略工程的"硬骨頭"。

抽水蓄能電站：當(dāng)前我國(guó)正加速構(gòu)建新型能源體系，抽水蓄能電站建設(shè)進(jìn)入高峰期。這些電站往往地處深山，隧洞地質(zhì)條件復(fù)雜多變，"翔龍?zhí)?/span>"的掘爆融合能力正是應(yīng)對(duì)這類復(fù)雜地質(zhì)的理想選擇。

川藏鐵路：被譽(yù)為"世界上最難建的鐵路"，穿越橫斷山脈，地質(zhì)條件極其復(fù)雜——高地應(yīng)力巖爆、軟巖大變形、高地溫、突泥涌水等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。"翔龍?zhí)?/span>"的超前處置模塊和掘爆融合能力，為穿越這些極端地質(zhì)段提供了全新的技術(shù)選項(xiàng)。

高速山嶺隧道：隨著我國(guó)高速公路和高鐵網(wǎng)絡(luò)向西部山區(qū)延伸，長(zhǎng)大山嶺隧道日益增多，復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全高效施工需求日益迫切。

礦山隧洞：深地資源開發(fā)中，千米級(jí)深埋巷道面臨高地壓、巖爆等挑戰(zhàn)，"翔龍?zhí)?/span>"的技術(shù)特性同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。

從更宏觀的視角看，"翔龍?zhí)?/span>"的誕生恰逢其時(shí)。 當(dāng)前，我國(guó)正加快構(gòu)建現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，統(tǒng)籌推進(jìn)交通、能源、水利等基礎(chǔ)設(shè)施"六張網(wǎng)"布局。這些基礎(chǔ)設(shè)施在向深地、向山區(qū)延伸的過(guò)程中，必然面臨越來(lái)越復(fù)雜的地質(zhì)條件。"翔龍?zhí)?/span>"提供的"一機(jī)多用、一機(jī)多能"解決方案，正是應(yīng)對(duì)這一趨勢(shì)的關(guān)鍵裝備支撐。

六、綠色低碳：洞渣變骨料，地下工程的"循環(huán)經(jīng)濟(jì)"

"翔龍?zhí)?/span>"另一個(gè)值得關(guān)注的亮點(diǎn)，是它的綠色基因。

傳統(tǒng)隧道施工中，開挖產(chǎn)生的大量洞渣通常需要外運(yùn)處理，不僅增加運(yùn)輸成本，還占用土地資源、造成環(huán)境污染。而"翔龍?zhí)?/span>"配套的巖柱破碎裝置，能夠?qū)⒅行膸r柱就地加工成標(biāo)準(zhǔn)化建筑骨料，直接用于隧道襯砌或其他工程，真正實(shí)現(xiàn)了"變廢為寶"。

這種"循環(huán)經(jīng)濟(jì)"理念在隧道施工中的應(yīng)用，不僅降低了工程成本，更契合了國(guó)家"雙碳"戰(zhàn)略目標(biāo)。綠色低碳，正在成為中國(guó)高端裝備制造的新標(biāo)簽。

七、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同：從實(shí)驗(yàn)室到工程現(xiàn)場(chǎng)的"中國(guó)路徑"

"翔龍?zhí)?/span>"的成功，是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的典范。

清華大學(xué)作為基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)的核心力量，提供了從理論創(chuàng)新到關(guān)鍵技術(shù)突破的學(xué)術(shù)支撐。清華大學(xué)水圈科學(xué)與水利工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工理論與技術(shù)方面積累了深厚基礎(chǔ)。

中鐵科工作為裝備制造與工程應(yīng)用的主體，將實(shí)驗(yàn)室的理論成果轉(zhuǎn)化為可制造的工程裝備，并提供了工程應(yīng)用場(chǎng)景和試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)。

武漢市科技創(chuàng)新局在項(xiàng)目立項(xiàng)、組織協(xié)調(diào)、政策支持等方面給予了大力扶持，為項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供了制度保障。

這種"高校基礎(chǔ)研究—企業(yè)工程轉(zhuǎn)化—政府政策支持"的協(xié)同創(chuàng)新模式，正是中國(guó)高端裝備制造快速崛起的"密碼"之一。

八、寫在最后：從"翔龍?zhí)?/span>"看中國(guó)制造的底層邏輯

"翔龍?zhí)?/span>"的誕生，給我們的啟示遠(yuǎn)不止于隧道施工本身。

其一，真正的創(chuàng)新不是"做更好"，而是"做不同"。 "翔龍?zhí)?/span>"沒(méi)有選擇在TBM的技術(shù)框架內(nèi)"卷"參數(shù)，而是跳出了框架，重新定義了"隧道施工裝備"的可能性。這種"范式創(chuàng)新"才是最難以被復(fù)制的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

其二，整機(jī)及核心零部件全部實(shí)現(xiàn)自主可控。 "翔龍?zhí)?/span>"的每一顆螺絲釘、每一行控制系統(tǒng)代碼，都來(lái)自中國(guó)自己的產(chǎn)業(yè)鏈。在核心技術(shù)"卡脖子"風(fēng)險(xiǎn)依然存在的今天，這一成就的意義怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。

其三，從"能用"到"好用"再到"智用"，國(guó)產(chǎn)裝備的進(jìn)化路徑清晰可見(jiàn)。 據(jù)透露，科研團(tuán)隊(duì)將依托工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，持續(xù)推進(jìn)掘爆機(jī)智能化、精細(xì)化升級(jí)，融入圍巖智能識(shí)別、施工超前預(yù)報(bào)、自主智能掘進(jìn)等系統(tǒng)，推動(dòng)裝備從"可用能用"向"好用""智用"全面跨越。

"翔龍?zhí)?/span>"已經(jīng)下線，但它的故事才剛剛開始。 當(dāng)這臺(tái)"鋼鐵穿山甲"真正駛?cè)氲叵拢诔樗钅茈娬镜乃矶粗小⒃诖ú罔F路的巖層深處、在礦山深井的極限環(huán)境中，用它的"掘爆融合"絕技破解一道道難題時(shí)，中國(guó)地下工程裝備將再次向世界證明："中國(guó)方案"不只是追趕者，更是定義者。

—— 全文完 ——

參考資料：新華社、央視新聞、湖北日?qǐng)?bào)、工人日?qǐng)?bào)、經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)、中國(guó)中鐵融媒體中心