科技日报记者 吴纯新 通讯员 李夏 路远馨
8月1日，由清华大学与中铁工业旗下中铁科工联合研制的世界首台掘爆机，在武汉江夏制造基地正式下线。
这款创新装备融合隧道掘进机与钻爆法两大主流工法优势，为复杂地质长大隧道施工提供全新技术方案，是我国高端地下工程装备领域产学研协同攻关取得的重大成果。
在长大隧道建设中，软岩大变形、强岩爆、突泥涌水等复杂地质难题长期制约工程推进。传统钻爆法安全管控压力大、施工效率有限；硬岩掘进机在不良地层中适应性不足，两种工法优势难以兼容。
针对行业痛点，研发团队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，打破传统工法局限。
应对高地应力、软岩大变形等极端地层施工难题，掘爆机配备超前处置模块。设备可通过中心刀盘，在隧道开挖掌子面前方开展注浆加固、超前预裂、应急支护作业，从源头规避围岩塌方、设备卡机等安全风险。配套岩柱破碎装置可就地将开挖产生的中心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。
据了解，整机搭载多项原创技术，大幅提升复杂隧洞施工综合能力：可伸缩边刀实现相切圆扩挖，灵活调整开挖断面尺寸，提升洞内转场通行效率；自适应伸缩尾盾适配多种规格管片，可在岩爆、大变形洞段完成变径衬砌拼装，保障支护结构稳定；防爆筒能缓冲爆破冲击，有效保护主机与内部精密元器件；双独立皮带输送系统分类转运开挖渣土与骨料，优化施工组织流程。
清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室相关负责人介绍，该设备下线后将投入抽水蓄能电站项目开展工程示范应用，团队将依托现场实测数据，持续优化掘爆机性能。
当前，我国正加快构建现代化基础设施体系，统筹推进交通、能源、水利等基础设施“六张网”布局。这款掘爆机打破国内外同类设备固有设计路径，整机及核心零部件均实现自主可控，填补了复杂地质隧道一体化施工装备领域空白。
（科技日报记者 吴纯新 摄）
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