2013年12月，西雅图市中心的地底下，一台刀盘直径17米多的巨型盾构机突然不转了。它叫Bertha，才往前拱了几个月，主轴承密封就过热了，前方地下还埋着一根档案里都没记全的钢套管。

要修它，人却进不去，因为刀盘严严实实堵在最前头。最后只能从地面往下挖一口37米深的竖井，把刀盘整个吊上来。从始发到贯通，前后折腾了将近4年。

今年8月，中国工程师换了个思路：在刀盘正中间开一个洞。挖不动怎么办？那就从洞里伸出机械臂，直接炸开。这一个洞，凭什么能把这道老难题从根上换个解法？

17米多的巨无霸，一停就是好几年

先说Bertha有多大。它的刀盘直径17米多，竖起来差不多有六层楼高，整机重量要论千吨计。它在西雅图要挖的是SR99公路隧道，用来替掉一座1953年建成、2001年地震里受了伤、抗震不达标必须拆掉的老高架桥。

2013年7月30日，这台巨无霸下井始发，全城都盯着它。结果它只往前走了几个月。2013年12月6日，主轴承的密封系统过热，机器被迫停下。后来调查把原因摊开来看，是两件事撞到了一起。第一件在机器身上。

Bertha的主轴承密封用的是三道唇形密封，这套设计放在超大直径、地层又软硬混杂的工况里，属于头一回用，冗余留得不够。主轴承是整台机器转动的心脏，密封一失守，泥沙和热量就往里钻，心脏也就跟着出问题。

第二件在地底下。卡机的位置下方，埋着一根2002年地震探测井留下的钢套管，直径大约200毫米，差不多二十厘米粗，档案里记录不全。

盾构机是一头扎进土里往前推的，刀盘前面有什么，它看不见，只能硬碰。碰上一根没人说得清的钢管，就只能硬扛。真正让人憋屈的在后头。

机器坏在最前端，刀盘把整个掌子面堵得死死的，前面是土和水压，后面是几千吨的机身，维修的人根本够不着出问题的地方。

能想的办法只有一个：在机器正前方，从地面往下打一口竖井。这口井挖了37米深，差不多十二三层楼。

等竖井挖好，Bertha再一点点拱进井里，工人把刀盘整个吊出地面修理、加固，再装回去。在人口密集的市中心干这种活，每一步都要掂量周边的楼和路。就这样一直拖到2015年12月22日，Bertha才重新开始掘进。

2017年4月4日，隧道贯通。从始发算起将近4年，隧道通车推迟到了2019年，工程成本超支约2.23亿美元。

西雅图的工程团队没少想办法，能在城市底下挖井救机器，本身也是硬功夫。可一台巨机只要在前方出了事，就只剩“从地面挖下去”这一条路。病根其实就摆在那里：看不见前面，卡住了又伸不进手。

只要刀盘还是一整块严丝合缝的铁盘，这个死结就解不开。

刀盘正中间，多了一个1.2米的洞

把镜头转到2026年8月1日的武汉江夏。一台叫“翔龙号”的机器在这里下线，它是世界首台掘爆机，由清华大学和中铁科工联合研制，整机和核心零部件100%自主可控。它比Bertha苗条得多。整机长约70米，重约400吨，开挖直径4.55米。

它要对付的也不是西雅图那种软硬混杂的城市地层，它较劲的对象是传统硬岩掘进机，要啃的是山里的硬骨头。

最扎眼的是刀盘。正中间开了一个直径1.2米的圆孔，外面一圈环形刀盘上排着26把滚刀。算一下，这个洞的直径占了整个开挖直径的四分之一多。往常大家见到的刀盘就是一整块钢铁大圆盘，刀盘越完整，越像一堵往前推的墙。

“翔龙号”偏偏在墙中间掏出一个口子。这个口子不是空着的。

孔里藏着一套钻爆机械臂，洞口装着能开合的挡板。需要的时候挡板打开，机械臂从洞里伸出去，在前方岩面上打孔、装药、起爆，一整套动作都在机器里头完成。说白了，就是给机器开了一扇能伸手的门。

Bertha当年最大的难处，是前方出事时谁也够不着。

“翔龙号”把一只手常年揣在刀盘中间，前面遇到啃不动的东西，先伸手去处理，不必等着从地面往下挖井。能伸手，还得扛得住。

滚刀破岩要靠主轴承顶着往前压，“翔龙号”的主轴承外径3.61米、自重13.8吨，要承受约3000吨的轴向力，差不多相当于把几十节满载的火车车厢压在一个部件上。这块“心脏”由洛轴集团和中铁科工联合攻关造出来。

Bertha当年就是在主轴承这一环上出的事，中国团队把这一环牢牢攥在了自己手里。

这个洞的妙处在于，它没有去跟岩石比谁更硬。传统的办法是把刀盘造得更大、推力加得更猛，碰上坚硬的岩层或者意外的障碍，就只能靠磨、靠顶，顶不动就停。

中间开一个洞，等于给这台机器多配了一种手段：前面挖不动，就换个法子把它弄松。

挖不动就炸，炸完接着挖

“翔龙号”的干活方式，概括起来是三种模式来回切换。岩层条件合适时，它走全断面掘进，跟普通掘进机一样，刀盘整面转动往前啃。

碰上硬得啃不动的岩层，就切到前爆后掘：机械臂先从中心孔伸出去打孔装药，把前方岩体炸松，刀盘再跟上掘进。还有一种是前掘后爆，先掘进，再配合爆破。

三种模式的共同点是，爆破被关在刀盘前方的封闭空间里完成，炸药的冲击和碎石都有东西挡着，掘进和爆破可以在同一台机器上接力。钻爆法在隧道行业用了很多年，好处是什么岩石都能对付，缺点是慢、乱、要人往前冲。掘进机的好处是快、稳，碰上硬岩和意外就容易卡住。

这两套打法过去各干各的，“翔龙号”把它们装进了同一台机器，而且让它们随时换班。放回西雅图那个场景里对照，差别就很清楚了。Bertha遇到前方的麻烦，手里只有两张牌：硬顶，或者停下来从地面挖井。

“翔龙号”多了一张牌，前面有东西啃不动，就伸手处理，处理完接着往前走。卡机最要命的两个病根，看不见前面、卡住了够不着前面，这个洞一个都没放过。这个主意是怎么来的？

牵头的是清华大学的秦鹏翔和中铁装备的李建斌。2021年，他们提出把掘进和爆破融合到一台机器上的构想。2022年项目启动，还被列入国家重点研发计划“重大工程装备”专项，拿到了中央财政支持。2023年做出样机，2024年搭起试验装置，前后经过五轮专家评审，才走到今年8月的下线。

从一个念头到一台400吨的整机，用了五年。效果到底怎么样？研发方做过台架综合测算，结果显示“翔龙号”的效率比传统硬岩掘进机提升约三成。这个数字来自台架测算，还没到工地上真刀真枪地验过。

真正的考场已经排好了：“翔龙号”将运往河南巩义后寺河抽水蓄能电站开展工业示范试验。据中铁科工通报，计划今年第四季度运抵，明年上半年开始试验，试验段是一段约3.2公里的引水隧洞。国外同行也注意到了这台机器。

据国际隧道行业媒体报道，掘爆机被看作一种“全新工法选项”。在研制方和国内学界的公开表述里，它被视为掘进机历史上的第五次技术飞跃。回头再看西雅图那口37米深的竖井。

当年为了够着刀盘前面那点事，人们只能从地面往下挖十几层楼深，前后搭进去将近4年。中国工程师的回答，是在刀盘正中间留一个1.2米的洞，让机器自己把手伸出去。

挖不动那就炸开，炸完接着挖。一个洞，把“卡住了只能等人来救”的老路，换成了“卡住之前先伸手”的新路。这条新路今年8月已经开出了武汉，下一站就是巩义后寺河那3公里多的硬岩。

参考资料：

世界首台掘爆机“翔龙号”在武汉下线（2026-08-01）.新华社.2026-08-01

世界最大直径泥水平衡盾构机“山河号”下线报道（2024-05）.人民日报/新华社.2026-08-01

Bertha 停机与修复系列报道（2013-2017） The Seattle.Times.2026-08-01

大国重器（纪录片，南京扬子江隧道“天和号”段落）.中央电视台

国家重点研发计划“重大工程装备”专项项目公示（2022）.科技部