掘爆機(jī)、盾構(gòu)機(jī)、新型智能焊接機(jī)器人……一條條隧道穿山越海，一個個“大國重器”持續(xù)上新擦亮“國家名片”，中國中鐵旗下的中鐵科工集團(tuán)在特種工程裝備領(lǐng)域正乘風(fēng)破浪、奮楫前行。

　　近日，中國證券報記者走進(jìn)位于武漢的中鐵科工，實地探訪武漢軌道交通12號線工程大盾構(gòu)機(jī)施工、世界首創(chuàng)的掘爆機(jī)試驗以及焊接機(jī)器人作業(yè)演示，切身感受我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的硬核實力。

　　地下“基建蛟龍”

　　當(dāng)乘坐地鐵暢行在城市地下或駕駛汽車自由穿越于山海之間的時候，人們有沒有想過，這些長長的隧道是如何建成的？

　　記者日前在武漢地鐵12號線的施工現(xiàn)場找到了答案。

　　在地下50多米的武漢軌道交通12號線工程過江隧道施工現(xiàn)場，國產(chǎn)大直徑泥水盾構(gòu)機(jī)“江城先鋒號”的刀盤正徐徐轉(zhuǎn)動。“這是由中鐵科工和中鐵裝備共同研制的大直徑泥水盾構(gòu)機(jī)，直徑達(dá)12.56米，相當(dāng)于四層樓高，是常規(guī)地鐵盾構(gòu)機(jī)斷面的4倍，整機(jī)重達(dá)2900噸，總長約105米，是名副其實的‘基建蛟龍’?！敝需F科工黨委委員、總工程師盛寶安介紹。

　　這臺大盾構(gòu)機(jī)在武漢軌道交通12號線工程（江北段）土建1標(biāo)1工區(qū)施工，該區(qū)間由中鐵隧道局承建。其中，凌吳村站-國博中心南站區(qū)間采用單洞雙線大直徑泥水盾構(gòu)施工，隧道全長3373.7米，距地面最大距離51.7米。

　　中鐵隧道局項目部王世強(qiáng)介紹，在該區(qū)間泥巖等高粘性地層總長2.2千米，施工存在長距離超高水壓環(huán)境掘進(jìn)、盾構(gòu)下穿建筑物地表沉降及結(jié)構(gòu)變形控制、高滲透地層大直徑盾構(gòu)始發(fā)接收等難題，施工難度高、挑戰(zhàn)大。為了解決上述難題，有關(guān)單位把這臺盾構(gòu)機(jī)的刀具創(chuàng)造性地改成羊角形狀。刀具優(yōu)化后，這臺盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度提高到9.6米/天，是采用傳統(tǒng)刀具盾構(gòu)機(jī)的8倍。

　　研發(fā)掘爆機(jī)探索新方案

　　盾構(gòu)機(jī)刀具優(yōu)化，只是工程裝備創(chuàng)新的一個縮影。記者在武漢江夏區(qū)中國中鐵工業(yè)高端裝備制造基地看到，世界首創(chuàng)的掘爆機(jī)試驗裝備已完成在空心刀盤掘進(jìn)、超前預(yù)裂處理后空心刀盤掘進(jìn)和全斷面刀盤掘進(jìn)三種工況下的掘進(jìn)試驗。

　　“在超硬巖地質(zhì)條件下，經(jīng)過超前預(yù)裂處理，空心刀盤掘進(jìn)效率可提升30%，我國掘爆機(jī)將為世界長大隧道建設(shè)提供新方案?！敝需F科工研發(fā)人員陳家樂說。

　　掘爆機(jī)是隧道掘進(jìn)領(lǐng)域一項具有突破性和原創(chuàng)性的技術(shù)成果，將現(xiàn)代隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）與傳統(tǒng)鉆爆法的有效結(jié)合，具有多種掘進(jìn)模式，屬于高端化、智能化、綠色化的新一代掘進(jìn)機(jī)。掘爆機(jī)研制成功后將實現(xiàn)隧道掘進(jìn)領(lǐng)域新突破，尤其是在我國實施大規(guī)模設(shè)備更新的背景下具有重要意義。

　　目前，我國長大隧道施工遭遇巖爆、破碎帶、軟巖大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件時容易造成設(shè)備故障，帶來工期延誤。清華大學(xué)和中鐵科工聯(lián)合研制的掘爆機(jī)這一原創(chuàng)性高端裝備，有望打破當(dāng)前長大隧道的施工困局。

　　陳家樂介紹，“掘進(jìn)機(jī)+鉆爆法”雙工法融合，提高了施工效率，實現(xiàn)智能化、綠色化施工，掘進(jìn)機(jī)與鉆爆法優(yōu)勢互補(bǔ)，邊掘進(jìn)邊爆破，發(fā)揮出設(shè)備安全高效和鉆爆法施工靈活的特性。同時，掘進(jìn)機(jī)與鉆爆法融合實現(xiàn)了因巖制宜、多種搭配，在硬巖地層，特別是高巖爆、大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件下還可超前釋放應(yīng)力。此外，在圍巖條件良好時，中心巖塊可生產(chǎn)骨料，實現(xiàn)就地取材再利用，降低工程投資，實現(xiàn)綠色建造。

　　“掘爆機(jī)具有廣泛應(yīng)用價值和推廣前景，有望應(yīng)用于大型水利水電、礦山工程以及公路、鐵路等建設(shè)領(lǐng)域，為‘大國重器’再添新成員。”中國中鐵高級專家李建斌說。

　　智能焊接機(jī)器人上崗

　　步履不停，創(chuàng)新不止。中鐵科工一系列新產(chǎn)品的問世，不斷刷新著紀(jì)錄。

　　在中國中鐵工業(yè)高端裝備制造基地，戴上防護(hù)鏡的記者在現(xiàn)場近距離觀察機(jī)器人實施的焊接作業(yè)：由中鐵科工研制的國內(nèi)新型智能焊接機(jī)器人正在對一塊鋼板進(jìn)行精準(zhǔn)焊接，隨著耀眼焊花迸射，一個焊接點僅需幾秒便可完成。

　　“以前焊接只能人工操作，現(xiàn)在換成機(jī)器人，可大幅提高施工效率，降低制造成本。”中鐵科工研發(fā)人員楊樂介紹，這款智能機(jī)器人目前已成功運(yùn)用到正在建設(shè)的澳凼大橋、牂牁江大橋等施工現(xiàn)場，每天平均工作時間超過8小時，單臺設(shè)備可減少3名工人的人力成本，整體焊接效率比人工焊接作業(yè)提高1倍以上，焊縫外觀一次合格率達(dá)98.5%以上，比人工焊接提高約15%。

　　這款智能機(jī)器人還可避免一些人工焊接所產(chǎn)生的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了較高的焊接效率和焊接質(zhì)量。楊樂介紹，這臺設(shè)備整體結(jié)構(gòu)采用“龍門+雙倒掛六軸”機(jī)器人形式，適用于鋼橋梁生產(chǎn)過程中的焊接環(huán)節(jié)，采取“3D模型驅(qū)動+任務(wù)規(guī)劃+視覺處理”技術(shù)路線，對臺架上的所有焊接工件一次性掃描提取位置信息，根據(jù)工件圖紙生成隔板焊接程序，再利用點激光傳感器對焊縫的起始點、終點進(jìn)行精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)多塊隔板自動尋位、自動糾偏，有效地解決了現(xiàn)有自動化焊接方案需頻繁換產(chǎn)、吊裝對位或離線編程等問題。

　　除了焊接機(jī)器人，中鐵科工還自主研制了國內(nèi)首臺千噸過隧道單主梁架橋機(jī)“陸吾號”、國內(nèi)最大起重能力的2000噸雙軌門式起重機(jī)、1800噸世界最大整孔預(yù)制箱梁架橋機(jī)“越海號”……植根于技術(shù)創(chuàng)新，中鐵科工“逢山開路，遇水架橋”，在重型裝備生產(chǎn)制造領(lǐng)域，勇做開路先鋒，將一個個“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實，努力推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變。