2025年3月9日，由中国电力建设集团有限公司主导研发的国内首台可变径扩孔式竖井掘进机“逐梦号”，在浙江永嘉抽水蓄能电站358米深排风竖井施工中，以单日16.8米进尺刷新竖井掘进效率世界纪录。该设备在抗压强度达223兆帕的复杂岩层中实现连续稳定掘进，标志着我国地下工程装备技术实现从跟跑到领跑的跨越式突破，为超深竖井工程提供了全机械化施工解决方案。

核心技术创新：破解高抗压岩层施工难题
“逐梦号”竖井扩孔掘进机由中国电建华东勘测设计研究院联合12家科研单位历时48个月研制完成，整机集成23项自主专利技术，攻克了刀盘变径控制、高压密封系统、智能化纠偏三大技术瓶颈。设备总功率3800千瓦，开挖直径动态调节范围6.5-8.0米，最大推力900吨级，可适应Ⅳ类及以上断层破碎带、球泡流纹岩等复杂地质条件。其技术突破集中体现在以下领域：

刀盘变径系统创新
采用模块化锥形刀盘结构，通过液压驱动实现刀盘直径无级调节，调节精度达±0.1毫米。刀盘配置42把19英寸滚刀，采用“V”型交错排布设计，破岩效率较传统直线排布提升22%。主驱动系统搭载双模式切换功能，在抗压强度超过200兆帕的岩层中启用高频冲击模式，单刀贯入深度提升至12毫米，较德国海瑞克同类型设备能耗降低15%。

智能化施工体系构建
设备集成全球首套竖井掘进机智慧管控平台，包含刀具状态监测、岩层三维建模、自动纠偏三大子系统。通过布置于刀盘背部的12组光纤传感器，实时采集滚刀温度、振动频谱、磨损量等数据，结合大数据分析实现剩余寿命预测精度达95%。导向系统采用激光陀螺仪与惯性导航复合技术，垂直度偏差控制在0.1‰以内，较国际通用标准提升5倍精度。

全工序协同作业模式
创新应用“定向钻导孔+反井钻扩孔+TBM精掘”三级施工工法，实现掘进、支护、出渣同步作业。设备配备双模式出渣系统：在直径6.5米工况下采用皮带机连续排渣，小时排渣量达45立方米；在8.0米大直径工况启用导井自溜排渣，单循环排渣效率提升至60立方米。井壁支护采用智能锚杆台车，实现钻孔、注浆、锚固全流程自动化，支护效率较人工操作提升400%。

国家级工程验证：刷新深竖井施工效率标杆
“逐梦号”应用于国家“十四五”重点工程——浙江永嘉抽水蓄能电站建设。该电站总装机容量120万千瓦，设计年发电量24亿千瓦时，其地下工程包含3条竖井群，总掘进长度1334米，其中引水竖井深度488米、直径7.23米，面临三大技术挑战：

岩层条件复杂：施工区域穿越晶屑熔结凝灰岩、角砾凝灰岩互层带，平均抗压强度119-223兆帕，局部石英含量超35%；
地质构造活跃：需穿越F12、F15两条Ⅳ类断层破碎带，最大宽度8.3米，围岩稳定性差；
环境保护严苛：工程毗邻楠溪江国家级风景名胜区，对振动控制、粉尘排放要求达环保一级标准。
自2024年11月始发以来，“逐梦号”累计完成排风竖井358米、引水竖井488米掘进任务，创造多项施工纪录：

效率突破：在Ⅳ类围岩段实现连续30天日均进尺12.3米，较传统钻爆法效率提升320%；
成本优化：刀具损耗率降至0.028片/延米，较国际同类工程节约刀具成本47%；
质量提升：井筒成型精度达±15毫米，混凝土超耗量控制在3%以内，低于行业8%的平均水平；
安全可控：通过远程监控系统实现井下“零人化”作业，百万工时伤害率降至0.015，达到国际隧道协会最高安全评级。
设备在F15断层破碎带施工中展现突出性能：采用超前地质预报系统提前30米识别破碎带边界，启动“低转速高扭矩”掘进模式，配合纳米改性速凝砂浆进行即时支护，成功实现日均进尺9.6米且未发生塌方事故，填补了机械化设备穿越宽大破碎带的技术空白。

全产业链协同：锻造高端装备制造能力
“逐梦号”的研制带动了我国地下工程装备全产业链升级，形成设计研发、核心部件制造、施工应用三大技术高地：

设计研发体系
华东勘测设计研究院联合浙江大学、武汉大学等高校，构建“地质-机械-液压”多学科耦合仿真平台，完成刀盘变径机构2160小时疲劳试验、主驱动系统10000小时加速寿命试验等19项专项验证。通过建立竖井掘进机数字孪生系统，实现施工参数预演准确率98.5%，减少现场调试时间40%。

核心部件攻关
中铁装备攻克7米级主轴承国产化难题，采用渗碳淬火+离子氮化复合工艺，使轴承额定寿命达10000小时；郑州机械研究所研发高压旋转密封系统，在12兆帕水压下实现5000小时零泄漏；常州宝顿电子研制专用PLC控制器，抗振动性能达5g加速度，满足竖井掘进机恶劣工况需求。项目累计实现59类关键部件100%国产化，带动国内企业新增高端装备产值18.6亿元。

施工技术体系
水电五局创新“深竖井TBM集群施工法”，组建机械化作业班组，集成混凝土喷射机械手、智能检测机器人等12类辅助设备。开发BIM+GIS协同管理平台，实现地质数据、设备状态、施工进度三维可视化，使工序衔接效率提升55%。编制《可变径竖井掘进机施工工法》等4项行业标准，确立深竖井机械化施工技术体系。

综合效益分析：推动能源基础设施提质升级
永嘉抽水蓄能电站因“逐梦号”投用产生显著经济社会效益：

工期优化：引水系统工程较原计划提前11个月完成，为2026年全容量并网奠定基础；
成本节约：减少超挖混凝土量2.3万立方米，节省建设直接成本1.65亿元；
环保贡献：采用电动化装备替代柴油机械，施工阶段减少二氧化碳排放2.1万吨；
电力保障：电站投运后可提升浙江电网调峰能力4.3%，每年减少弃风弃光电量7.8亿千瓦时。
在安全管控领域，“逐梦号”实现三大突破：

建立有害气体智能预警系统，对甲烷、一氧化碳等8类气体实时监测，报警响应时间缩短至0.8秒；
研发井壁稳定性动态评估模型，通过微震监测系统提前72小时预测岩爆风险；
配置应急逃生舱，满足30人同时避险并维持48小时生命支持，达到矿山安全最高防护等级。
“逐梦号”竖井掘进机的成功应用，标志着我国在地下工程高端装备领域已形成完整技术体系，其创造的施工效率、质量精度、安全标准等关键指标均达到国际领先水平，为后续高原地区水电开发、城市深层地下空间利用等重大工程提供了成熟技术方案。