2026年8月1日，武漢江夏中鐵科工智能制造基地，一臺長70米、重400噸的"鋼鐵穿山甲"正式揭開面紗。由清華大學與中鐵工業旗下中鐵科工聯合研制的世界首臺掘爆機（Boring and Blasting Machine，簡稱BBM）——"翔龍號"在此下線。這不僅是一臺新裝備的誕生，更標志著隧道施工領域迎來了一場深刻的技術范式革命。

一、從"兩條路線"到"合二為一"：掘爆機到底顛覆了什么？

隧道施工，長期以來有兩條并行卻難以交匯的技術路線。

第一條：TBM機械掘進。 硬巖掘進機（TBM）像一只巨大的"機械穿山甲"，通過旋轉刀盤上的滾刀碾壓破碎巖石，實現連續機械化開挖，效率高、安全可控。但它的致命短板在于——面對復雜地質時適應性不足。當遭遇超硬巖層，刀盤磨損加劇、掘進效率驟降；當穿越破碎帶、軟巖大變形或巖爆地層，卡機、塌方風險陡增，甚至導致整條隧道工期延誤。

第二條：傳統鉆爆法。 這是人類開鑿隧道最古老也最靈活的方法——鉆孔、裝藥、爆破、出渣。它幾乎能應對任何地質，但安全管控壓力大、施工效率有限，且爆破震動對圍巖擾動大，往往需要額外支護。

兩條路線各有千秋，卻始終無法兼容。行業長期面臨一個"二選一"的困境：選TBM，就要承受復雜地質帶來的卡機風險；選鉆爆法，就要接受低效率和高安全風險。"翔龍號"的顛覆性，正在于第一次將這兩種工法融合到了同一臺設備上。

二、核心創新："空心刀盤"——一個"洞"引發的技術革命

"翔龍號"最核心的創新，是它的空心刀盤結構。

傳統TBM的刀盤是一個完整的圓形金屬盤面，布滿刀具。而"翔龍號"的刀盤中央設計了直徑1.2米的空心結構，相當于在刀盤中心"打了一個洞"。這個"洞"背后，是整套鉆爆系統的嵌入。

正是這個看似簡單的結構創新，賦予了"翔龍號"三種靈活切換的作業模式：

1. 前爆后掘模式：遇到超硬巖層時，鑿巖臺車通過刀盤中空區域伸至掌子面前方，鉆孔、裝藥、爆破，對巖石進行超前預裂處理，隨后刀盤跟進機械掘進。爆破在前、掘進在后，硬巖不再"啃不動"。

2. 前掘后爆模式：當掘進過程中遇到局部硬巖夾層或巖爆風險段，刀盤先行掘進，隨后通過中心通道對后方圍巖進行預處理爆破，化解地應力集中風險。

3. 全斷面掘進模式：地質條件良好時，中心刀盤閉合，設備回歸傳統TBM全斷面機械掘進模式，發揮連續高效開挖的優勢。

這一設計的本質，是將"適應性"與"效率"這對矛盾統一在了同一臺設備上。 傳統TBM之所以在不同地質面前"水土不服"，核心原因在于它只能"硬碰硬"——用機械力對抗巖石。而"翔龍號"引入了"以柔克剛"的思路：遇到硬巖，先爆破軟化再機械掘進；遇到軟巖，先注漿加固再安全通過。

清華大學水圈科學與水利工程全國重點實驗室特聘研究員秦鵬翔介紹，試驗表明，在超硬巖地質條件下，經過超前預裂處理，掘爆機的掘進效率可提升30%。

三、不止于"掘爆"：多項原創技術構筑完整解決方案

"翔龍號"的價值遠不止于"空心刀盤"這一項創新。它搭載了多項原創技術，構成了一套完整的復雜地質隧道施工解決方案。

超前處置模塊：針對高地應力、軟巖大變形等極端地層，設備可通過中心刀盤，在隧道開挖掌子面前方開展注漿加固、超前預裂、應急支護作業，從源頭規避圍巖塌方、設備卡機等安全風險。這相當于給TBM裝上了一雙"預判的眼睛"和一雙"提前干預的手"。

巖柱破碎與資源化系統："翔龍號"配套了巖柱破碎裝置，可就地將開挖產生的中心巖柱加工成標準化建筑骨料，實現洞渣資源化循環利用，減少棄渣外運，降低施工成本，讓地下工程真正實現綠色低碳建造。

可伸縮邊刀：實現相切圓擴挖，靈活調整開挖斷面尺寸，提升洞內轉場通行效率。這意味著設備在隧道內移動更加靈活，適應不同斷面需求。

自適應伸縮尾盾：適配多種規格管片，可在巖爆、大變形洞段完成變徑襯砌拼裝，保障支護結構穩定。這在高地應力區域尤為重要——圍巖變形時，支護結構能夠"跟著變"。

防爆筒防護結構：能夠緩沖爆破沖擊，有效保護主機與內部精密元器件。這是將鉆爆法"請進"TBM內部必須解決的安全問題。

雙獨立皮帶輸送系統：分類轉運開挖渣土與再生骨料，優化現場施工組織流程，提升出渣效率。

這一系列技術的集成，意味著"翔龍號"不僅僅是一臺掘進機，而是一套"地質感知—超前處置—高效掘進—渣土利用—智能支護"的完整地下施工生態系統。

四、從"跟跑"到"領跑"：中國地下工程裝備的跨越之路

"翔龍號"的誕生，是中國地下工程裝備發展史上又一個里程碑式的節點。要理解它的意義，需要把它放在更宏大的坐標系中審視。

2008年，中國第一臺擁有完全自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機"中鐵1號"下線，徹底打破了國外技術壟斷，實現了中國盾構從0到1的歷史性突破。

2014年，習近平總書記在中鐵裝備考察時作出"推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變"的重要指示，為中國高端裝備制造錨定了航向。

此后十余年間，中國盾構產業進入了爆發式增長期：世界最大直徑高鐵盾構機"領航號"、世界最大直徑豎井掘進機"啟明號"、世界首臺原位可變徑盾構機"變徑一號"、世界首臺綠色盾構機"中鐵1237號"……一臺臺"世界首臺"密集下線，中國盾構產銷量連續多年位居世界第一，全球每10臺盾構機中就有7臺來自中國，產品出口全球30多個國家和地區。

而"翔龍號"的意義在于——它不再是對TBM技術路線的單點優化，而是對TBM技術路線本身的"破圈"和"重構"。如果說此前的突破是在"TBM技術框架"內做精做深，那么"翔龍號"則是跳出了這個框架，把TBM和鉆爆法這兩個原本被認為"水火不容"的工法融合在了一起。

從"跟跑"到"并跑"，再到"領跑"，中國地下工程裝備完成了一次次跨越。而"翔龍號"標志著中國在這一領域已經從"技術追趕者"轉變為"技術定義者"。

五、大國重器的大國擔當：從抽水蓄能到川藏鐵路

"翔龍號"下線后，即將投用于一項重點水電工程項目。而它的長遠應用場景，指向了國家重大戰略工程的"硬骨頭"。

抽水蓄能電站：當前我國正加速構建新型能源體系，抽水蓄能電站建設進入高峰期。這些電站往往地處深山，隧洞地質條件復雜多變，"翔龍號"的掘爆融合能力正是應對這類復雜地質的理想選擇。

川藏鐵路：被譽為"世界上最難建的鐵路"，穿越橫斷山脈，地質條件極其復雜——高地應力巖爆、軟巖大變形、高地溫、突泥涌水等地質災害頻發。"翔龍號"的超前處置模塊和掘爆融合能力，為穿越這些極端地質段提供了全新的技術選項。

高速山嶺隧道：隨著我國高速公路和高鐵網絡向西部山區延伸，長大山嶺隧道日益增多，復雜地質條件下的安全高效施工需求日益迫切。

礦山隧洞：深地資源開發中，千米級深埋巷道面臨高地壓、巖爆等挑戰，"翔龍號"的技術特性同樣具有廣闊的應用前景。

從更宏觀的視角看，"翔龍號"的誕生恰逢其時。 當前，我國正加快構建現代化基礎設施體系，統籌推進交通、能源、水利等基礎設施"六張網"布局。這些基礎設施在向深地、向山區延伸的過程中，必然面臨越來越復雜的地質條件。"翔龍號"提供的"一機多用、一機多能"解決方案，正是應對這一趨勢的關鍵裝備支撐。

六、綠色低碳：洞渣變骨料，地下工程的"循環經濟"

"翔龍號"另一個值得關注的亮點，是它的綠色基因。

傳統隧道施工中，開挖產生的大量洞渣通常需要外運處理，不僅增加運輸成本，還占用土地資源、造成環境污染。而"翔龍號"配套的巖柱破碎裝置，能夠將中心巖柱就地加工成標準化建筑骨料，直接用于隧道襯砌或其他工程，真正實現了"變廢為寶"。

這種"循環經濟"理念在隧道施工中的應用，不僅降低了工程成本，更契合了國家"雙碳"戰略目標。綠色低碳，正在成為中國高端裝備制造的新標簽。

七、產學研協同：從實驗室到工程現場的"中國路徑"

"翔龍號"的成功，是產學研協同創新的典范。

清華大學作為基礎研究與技術攻關的核心力量，提供了從理論創新到關鍵技術突破的學術支撐。清華大學水圈科學與水利工程全國重點實驗室在復雜地質條件下隧道施工理論與技術方面積累了深厚基礎。

中鐵科工作為裝備制造與工程應用的主體，將實驗室的理論成果轉化為可制造的工程裝備，并提供了工程應用場景和試驗驗證平臺。

武漢市科技創新局在項目立項、組織協調、政策支持等方面給予了大力扶持，為項目的順利推進提供了制度保障。

這種"高?；A研究—企業工程轉化—政府政策支持"的協同創新模式，正是中國高端裝備制造快速崛起的"密碼"之一。

八、寫在最后：從"翔龍號"看中國制造的底層邏輯

"翔龍號"的誕生，給我們的啟示遠不止于隧道施工本身。

其一，真正的創新不是"做更好"，而是"做不同"。 "翔龍號"沒有選擇在TBM的技術框架內"卷"參數，而是跳出了框架，重新定義了"隧道施工裝備"的可能性。這種"范式創新"才是最難以被復制的核心競爭力。

其二，整機及核心零部件全部實現自主可控。 "翔龍號"的每一顆螺絲釘、每一行控制系統代碼，都來自中國自己的產業鏈。在核心技術"卡脖子"風險依然存在的今天，這一成就的意義怎么強調都不為過。

其三，從"能用"到"好用"再到"智用"，國產裝備的進化路徑清晰可見。 據透露，科研團隊將依托工程現場實測數據，持續推進掘爆機智能化、精細化升級，融入圍巖智能識別、施工超前預報、自主智能掘進等系統，推動裝備從"可用能用"向"好用""智用"全面跨越。

"翔龍號"已經下線，但它的故事才剛剛開始。 當這臺"鋼鐵穿山甲"真正駛入地下，在抽水蓄能電站的隧洞中、在川藏鐵路的巖層深處、在礦山深井的極限環境中，用它的"掘爆融合"絕技破解一道道難題時，中國地下工程裝備將再次向世界證明："中國方案"不只是追趕者，更是定義者。

—— 全文完 ——

參考資料：新華社、央視新聞、湖北日報、工人日報、經濟日報、中國中鐵融媒體中心