有这样一台庞然大物，

远看竟酷似一个

" 蓝莓甜甜圈 "，

但它却是货真价实的 " 世界首台 "，

在 " 地下工作 " 中战力惊人——

它就是由中国中铁所属中铁工业

旗下中铁科工

联合清华大学

共同研制的世界首台掘爆机，

近日，它在武汉江夏正式下线。

掘进机、盾构机，

小新都讲过不少，

" 掘爆机 "，大家或许都是第一次听说。

今天小新就为大家一文讲解，

" 掘 " 和 " 爆 " 是怎样结合的，

怎样才能结合出 1+1>2 的效果？

" 掘 " 和 " 爆 "，为啥要加在一起？

如果把复杂地质的长大隧道

比作高难度地下闯关副本，

那么岩爆、突泥涌水、

高地温、围岩大变形，

就是埋伏在地底的终极 BOSS。

我国山地广袤，

铁路、水利、抽水蓄能工程遍布深山，

长大隧洞几乎都会遭遇极端复杂地质，

频繁交替的软硬地层、突发的地质灾害

会给施工带来极大挑战，

在施工一方，

这种难题根源在于

传统施工路线

在面对同一隧洞内交替出现的

不同地质条件时，

始终缺少一套

能兼顾效率与适应性的单一装备。

传统隧道施工

有两条成熟技术路线。

掘进工法在均匀硬岩中速度快、

施工质量高，

但遇到软岩大变形、

破碎富水地层时

需要耗费大量 " 精力 " 进行脱困处理；

传统钻爆法对软硬岩层

均有良好的通行能力，

地质容错率高，

但工序较为零散，

支护难以连续跟进，

整体推进效率

与机械化连续掘进存在一定差距。

掘爆机在基地内调试

两套工法对应两套独立装备、

两套运维体系，

各自在擅长的地质条件下表现优异，

但面对同一隧洞内

软硬交替、断层频现的复杂工况，

盾构与钻爆设备交替进场

是常见的应对方法——

设备调运、人员换岗、工艺转换

带来的时间损耗，

使不少超级隧道工期超出预期。

在国内大规模基建提速的背景下，

行业迫切呼唤一款

能融合两种工法优势、全地层通用的

一体化掘进装备。

掘爆机拼装现场

"5" 个 BUFF，造就 "1+1>2"

面对这一需求，

中铁工业旗下中铁科工

联合清华大学，

集结盾构装备、深地钻探、精准爆破

等多领域顶尖专家，

开启了世界首台新型隧道施工装备——

掘爆机

（Boring and Blasting Machine，简称 BBM）

的攻坚之路。

把掘进和爆破 " 焊 " 在一起，

这个想法听起来是一个

"1+1" 的问题，

做起来却很难。

传统隧道掘进机的刀盘

是一个封闭的整体，

而掘爆机的核心突破，

是把封闭的全断面刀盘

变成了一个 " 甜甜圈 "

——中间有洞的空心刀盘。

" 甜甜圈 " 最大的挑战在于两点：

一是力学平衡

——传统刀盘全断面受力，

挖成空心后受力分布彻底改变，

稍有不慎就会导致

刀盘内侧刀具急剧损坏；

二是爆破安全

——把钻爆法塞进一台封闭的掘进机里，

" 爆 " 出来的碎石和冲击波

容易对精密元器件造成严重损坏。

这个 " 洞 " 彻底改写了游戏规则。

相较于传统隧道施工方法，

遇上复杂地质时，

掘爆机可以通过 " 甜甜圈 " 中间的空心通道，

让人员和设备进出，

在掌子面前方提前开展

注浆加固、超前预裂、应急支护

等预处理作业。

研发团队追求的

不是一个简单的等式，

而是要做到 1+1>2。

历经艰苦攻坚，

这台 " 甜甜圈 " 拥有了五大核心配件，

每一个都是原创研发的硬核绝招。

空心刀盘

——标志性 " 甜甜圈 " 机头，

如同在幽暗狭小的隧道中

打开了一道天窗，

依靠空心刀盘与中心刀盘协同运作，

三种掘进模式自由切换：

碰上高地应力、

软岩大变形、

超硬岩等高危地层，

中空圆孔就是应急窗口，

注浆加固、超前预裂、

应急支护，

统统可以从这个 " 洞 " 入手解决；

大直径的掘爆机还可配置破碎装置，

对中心岩柱劈裂破碎，

按需加工成任意粒径骨料，

实现绿色建造，

降低施工成本。

可伸缩边刀

——隧洞专属 " 理发推子 "，

通过相切圆扩挖算法精准控制，

大断面能扩，小断面能收，

一台设备适配各种不同大小断面，

实现精准、快速扩挖，

有效提升了整机洞内通行能力。

可伸缩尾盾

——自适应变形 " 护甲 "，

自适应安装多种规格管片，

在遭遇岩壁挤压、

突发岩爆时实时贴合洞壁，

在变形严重洞段

还能完成变径衬砌拼装，

支护作业全程不断档。

主机防爆筒

——整机安全 " 头盔 "，

专为掘爆同步施工定制，

能够缓冲爆破冲击，

有效保护主机与内部精密元器件。

独立皮带输送系统

——废渣骨料 " 分拣台 "，

独立输送皮带分开运送

掘进废渣和自制骨料，

有效规范现场物料管控，

提高经济环保效益。

在五大核心配件加持下，

掘爆机形成了独有的核心优势，

被称为" 一融两吃三统一 "。

即，一融：

将 TBM 高速掘进效率

与钻爆法超强地质适配能力

融于一体。

两吃：

软硬通吃，

硬岩通过中心孔超前预裂，

软岩切换钻爆模式平稳通过；

大小通吃，

大断面掘爆同步施工，

小断面一键切换纯钻爆作业。

三统一：

施工工法统一、

硬件装备统一、

衬砌形式统一，

过去需要两套大型设备

交替进场的隧道工程，

如今一台设备独立完成全工序。

不止于 " 好用 "，更要 " 智用 "

高效率、高适配性、高环保水平，

成为了这个 "1+1>2" 的不等式

带来的优越特性。

试验数据表明，

在超硬岩地质条件下，

经过超前预裂处理后，

掘爆机掘进效率可提升 30%，

对动辄几十公里的长大隧道来说，

省下的时间以月甚至年计算；

掘爆机的整机架构

" 前爆后掘 "" 前掘后爆 "" 全断面掘进 "

三种作业模式可自由切换，

硬岩先爆后掘，

软岩先注浆再掘进，

大断面掘爆同步，

小断面纯钻爆，

可称为" 全地层通吃 "；

开挖产生的中心岩柱

就地破碎加工成建筑骨料，

废渣变建材，

减少弃渣外运，

省钱又环保。

虽然是 " 世界首台 "，

研发团队并未满足于它的 " 可用 "" 好用 "，

而是进一步追索 " 智用 " 之道。

研发团队依托工程现场实测数据，

正持续推进掘爆机智能化、

精细化升级，

融入围岩智能识别、

施工超前预报、

自主智能掘进等系统的建设，

日后，这台 " 甜甜圈 " 不仅 " 能打 "，

还能自己判断什么时候该放什么招。

当掘爆机缓缓驶入幽暗山洞，

轰鸣的破岩声背后，

是中国基建向地球深部不断探索的底气，

更是国资央企深耕高端装备、

坚持科技自立自强的坚定步伐。

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责任编辑丨程镜睿

校对丨蔡豪

执行主编丨张灏然 郎媛

内容来源｜中国中铁