科技日报记者 杨雪
在我国推动深地深海和城市地下空间开发背景下，抽蓄电站、深埋管廊、城区隧道等都对掘进装备的精准度、灵活性提出极高要求，小半径转弯技术成为掘进装备研发与应用的关键。记者从中交天和机械设备制造有限公司获悉，其自主研制的小半径转弯掘进技术和装备已实现从超大直径盾构机到大型、中型、小型、微型TBM（隧道掘进机）的全域突破。
超大直径盾构机体型庞大、结构刚性强，传统超大盾构机转弯半径通常超过750米，实现小半径转弯一直是行业痛点。“兴业号”15.76米超大直径盾构机，创新性应用主动铰接技术，通过液压系统精准调节机身夹角，将强制刚性摩擦转化为可控柔性弯曲。在珠海市兴业路项目隧道掘进中，“兴业号”成功将超大直径盾构机极限转弯半径缩小至450米内，创下小半径转弯世界纪录。
“墨子号”则首次实现全球硬岩掘进的极限“花式走位”。2025年10月，“墨子号”双护盾TBM下线，其开挖直径6.53米，将同类TBM最小转弯半径从百米级提升至50米内，刷新6米级TBM小半径转弯全球纪录。在枣庄市山亭抽水蓄能电站，“墨子号”面对“千层酥”极端复杂地层和近直角、S形大转弯掘进作业等高难度工况，首次实现全球硬岩掘进的极限“花式走位”。据介绍，“墨子号”采用CT扫描式掘进法，实时预判地质风险；装配智能支护系统，保持与围岩受力的动态匹配；借鉴穿山甲鳞片原理，配置倒锥形盾体，开创梯度应力场主控技术；采用短护盾结构与V型油缸布局，打造“机械韧带”与“灵巧关节”，实现正负8毫米超高纠偏精度；采用20寸重型滚刀刀盘与边缘垫块设计，有效解决硬岩破岩与长距离扩挖问题。
与此同时，直径3.53米小半径转弯敞开式TBM“安岳号”，以最小转弯半径25米的高性能创下同类TBM直径、最小半径转弯“双料”世界纪录。在安庆市岳西抽水蓄能电站，“安岳号”用于地下厂房自流排水隧洞建设，面对5%坡度上坡、30米极限转弯、500米深埋高水压硬岩等极端工况，采用紧凑化设计与优异铰接转向能力，搭配“连续皮带机+矿车编组”组合出渣模式，适配极限转弯与高效出渣要求，保障了岳西抽水蓄能电站关键线路贯通，验证了国产超小半径转弯TBM解决复杂地质地层的可靠性，填补了微型TBM小半径转弯技术世界空白。
小半径转弯技术的重大突破推动掘进装备性能大幅提升，将引导掘进装备由“被动型”向“自主型、自适应性”全面升级。
（中交天和供图）
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