直徑12.56米的泥水盾構(gòu)機(jī)“江城先鋒號(hào)”緩慢旋轉(zhuǎn)，牽引著百米長(zhǎng)的機(jī)身在50多米深的地下前行，這個(gè)由中國(guó)中鐵旗下中鐵工業(yè)研制，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大國(guó)重器在武漢江夏制造基地下線，是武漢地鐵建設(shè)史上首次采用國(guó)產(chǎn)大直徑盾構(gòu)下穿長(zhǎng)江。

武漢軌道交通12號(hào)線工程線路全長(zhǎng)約59.9公里，為世界第二、國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的城市地鐵環(huán)線，施工的地理?xiàng)l件復(fù)雜，存在長(zhǎng)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，僅保徑刀具每20環(huán)需更換一次。

“武漢軌道交通12號(hào)線首次采用中國(guó)技術(shù)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，充分適應(yīng)長(zhǎng)江流域地質(zhì)，完全自主設(shè)計(jì)制造國(guó)產(chǎn)化大直徑盾構(gòu)機(jī)，并成功應(yīng)用于急難險(xiǎn)重的穿江工程，掘進(jìn)機(jī)的速度是傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)的數(shù)倍，踐行著中國(guó)制造向中國(guó)智造轉(zhuǎn)變、中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變的發(fā)展理念，不斷推動(dòng)盾構(gòu)制造產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。”施工單位中鐵隧道局項(xiàng)目機(jī)械總工程師王世強(qiáng)說。

盾構(gòu)機(jī)有一定的使用年限，為了提高利用率，中鐵工業(yè)旗下中鐵科工通過再制造使得盾構(gòu)機(jī)可以重復(fù)使用。而再制造盾構(gòu)機(jī)與購(gòu)置一臺(tái)同類型新盾構(gòu)機(jī)相比節(jié)能60%，節(jié)省耗材70%，武漢江夏制造基地盾構(gòu)機(jī)年再制造能力為30臺(tái)套，“盾構(gòu)機(jī)再制造”服務(wù)被列入“湖北省技術(shù)創(chuàng)新示范產(chǎn)品目錄”、“工信部再制造產(chǎn)品名錄”。

中鐵科工技術(shù)人員王承海透露，中鐵科工已成功對(duì)國(guó)內(nèi)外多家知名品牌制造的140余臺(tái)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行了適應(yīng)性再制造，廣泛應(yīng)用于全國(guó)各城市地鐵施工。

“江城先鋒號(hào)”只是中鐵科工的諸多科技成果之一，在湖北武漢的中國(guó)中鐵高新裝備制造基地，世界首創(chuàng)的掘爆機(jī)試驗(yàn)裝備完成了空心刀盤掘進(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(yàn)。結(jié)果初步表明，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%。中國(guó)掘爆機(jī)將為世界長(zhǎng)大隧道建設(shè)提供新方案。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)記者獲悉，掘爆機(jī)是隧道掘進(jìn)領(lǐng)域一種突破性原創(chuàng)性技術(shù)成果，將實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法與現(xiàn)代TBM(隧道掘進(jìn)機(jī))掘進(jìn)的有效結(jié)合，具有多種掘進(jìn)模式，屬于高端化、智能化、綠色化新型掘進(jìn)機(jī)，研制成功后將實(shí)現(xiàn)隧道掘進(jìn)領(lǐng)域新突破。

目前，我國(guó)長(zhǎng)大隧道采用掘進(jìn)機(jī)施工遭遇巖爆、破碎帶、軟巖大變形等復(fù)雜地質(zhì)時(shí)容易造成設(shè)備故障，帶來(lái)工期延誤，成為長(zhǎng)大隧道施工的難題。清華大學(xué)、中國(guó)中鐵工業(yè)旗下中鐵科工聯(lián)合研制“掘爆機(jī)”這一原創(chuàng)性高端裝備，有望打破當(dāng)前長(zhǎng)大隧道施工困局。

除了盾構(gòu)機(jī)，由中鐵科工研發(fā)的國(guó)內(nèi)新型智能焊接機(jī)器人，整體結(jié)構(gòu)采用龍門+雙倒掛六軸機(jī)器人形式，主要由視覺系統(tǒng)、外圍系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、焊接管理系統(tǒng)組成，技術(shù)上已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，成功用于澳凼大橋、牂牁江大橋施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)用于其中的焊接環(huán)節(jié)，大幅提高了施工效率，降低了施工成本。

中鐵科工研發(fā)人員楊樂表示，機(jī)器人在工地上每天平均工作時(shí)間超過8小時(shí)，單臺(tái)設(shè)備可減少3名工人的人力成本，節(jié)省人工示教機(jī)器人焊前準(zhǔn)備時(shí)間超過70%，整體焊接效率相比人工焊接作業(yè)提高1倍以上;焊縫外觀一次合格率達(dá)到了98.5%以上，比人工焊接提高了約15%，大幅提高了施工效率，降低了制造成本。

從掘爆機(jī)、新型智能焊接機(jī)器人，到國(guó)內(nèi)首臺(tái)千噸過隧道單主梁架橋機(jī)“陸吾號(hào)”、世界首臺(tái)樁粱一體架橋機(jī)“共工號(hào)”、國(guó)內(nèi)首臺(tái)建筑構(gòu)件機(jī)器人“赤沙號(hào)”、國(guó)內(nèi)最大起重能力的2000噸雙軌門式起重機(jī)、世界最大噸位整孔預(yù)制箱梁架橋機(jī)“越海號(hào)”、世界首列永磁磁浮空軌“興國(guó)號(hào)”等，中鐵科工用科技創(chuàng)新之力筑牢大國(guó)重器之基。