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

武漢軌道交通12號線工程線路全長約59.9公里，為世界第二、國內(nèi)最長的城市地鐵環(huán)線，施工的地理條件復(fù)雜，存在長距離超高水壓環(huán)境掘進、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號線首次采用中國技術(shù)、中國標(biāo)準，充分適應(yīng)長江流域地質(zhì)，完全自主設(shè)計制造國產(chǎn)化大直徑盾構(gòu)機，并成功應(yīng)用于急難險重的穿江工程，掘進機的速度是傳統(tǒng)盾構(gòu)機的數(shù)倍，踐行著中國制造向中國智造轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變的發(fā)展理念，不斷推動盾構(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目機械總工程師王世強說。

盾構(gòu)機有一定的使用年限，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)機可以重復(fù)使用。而再制造盾構(gòu)機與購置一臺同類型新盾構(gòu)機相比節(jié)能60%，節(jié)省耗材70%，武漢江夏制造基地盾構(gòu)機年再制造能力為30臺套，“盾構(gòu)機再制造”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，中鐵科工已成功對國內(nèi)外多家知名品牌制造的140余臺盾構(gòu)機進行了適應(yīng)性再制造，廣泛應(yīng)用于全國各城市地鐵施工。

“江城先鋒號”只是中鐵科工的諸多科技成果之一，在湖北武漢的中國中鐵高新裝備制造基地，世界首創(chuàng)的掘爆機試驗裝備完成了空心刀盤掘進、超前預(yù)裂處理后空心刀盤掘進和全斷面刀盤掘進三種工況下的掘進試驗。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，空心刀盤掘進效率可提升30%。中國掘爆機將為世界長大隧道建設(shè)提供新方案。

中國經(jīng)濟時報記者獲悉，掘爆機是隧道掘進領(lǐng)域一種突破性原創(chuàng)性技術(shù)成果，將實現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法與現(xiàn)代TBM(隧道掘進機)掘進的有效結(jié)合，具有多種掘進模式，屬于高端化、智能化、綠色化新型掘進機，研制成功后將實現(xiàn)隧道掘進領(lǐng)域新突破。

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

除了盾構(gòu)機，由中鐵科工研發(fā)的國內(nèi)新型智能焊接機器人，整體結(jié)構(gòu)采用龍門+雙倒掛六軸機器人形式，主要由視覺系統(tǒng)、外圍系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)、焊接管理系統(tǒng)組成，技術(shù)上已達到國際先進水平，成功用于澳凼大橋、牂牁江大橋施工現(xiàn)場，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，機器人在工地上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，節(jié)省人工示教機器人焊前準備時間超過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、新型智能焊接機器人，到國內(nèi)首臺千噸過隧道單主梁架橋機“陸吾號”、世界首臺樁粱一體架橋機“共工號”、國內(nèi)首臺建筑構(gòu)件機器人“赤沙號”、國內(nèi)最大起重能力的2000噸雙軌門式起重機、世界最大噸位整孔預(yù)制箱梁架橋機“越海號”、世界首列永磁磁浮空軌“興國號”等，中鐵科工用科技創(chuàng)新之力筑牢大國重器之基。