科研團隊在深江鐵路工程現場進行滾刀性能測試。單位供圖

中南大學夏毅敏教授團隊自05年成立以來，歷經近20年技術攻關，成功研發出高性能長壽命盤形滾刀及智能化管理系統，攻克了復雜地質適應難、刀具性態監測難、施工管理維護難等行業痛點，推動我國隧道掘進裝備從跟跑邁向領跑。

長期以來，盤形滾刀作為隧道掘進機的"鐵齒鋼牙"，面臨損耗快、維護成本高、地質適應性差等一系列難題。與此同時，國外高端滾刀技術壟斷，服務響應速度較慢，成本居高不下。面對復雜多變惡劣工作環境，傳統滾刀在極硬岩質地層中磨損嚴重，施工效率低下，給我國重大隧道工程建設帶來巨大阻力。

夏毅敏教授團隊分析了滾刀典型失效形式，探明了惡劣工況下的滾刀的磨損及失效機理，創新性提出廣域地質條件下的滾刀結構設計方法及適用於高效破岩的新型盤形滾刀結構設計方法，開發了梯度硬度滾刀、激光熔覆滾刀等新型高性能滾刀，顯著提升了滾刀耐磨性與使用性能。自主研發的體系化刀具智能化系統平台，實現滾刀設計、性態監測、刀具管理及決策的全流程覆蓋。

團隊研發的新型極硬岩滾刀破岩能力可達200MPa，在180MPa的極硬岩工況壽命達到390m﹔刀具運行狀態在線監測裝置以及刀具失效診斷和換刀決策系統，在應用過程中提供了滾刀實時運行狀態信息，為更合理的滾刀更換提供了判據。

目前團隊針對盤形滾刀研究成果已獲多項國家省部級科技獎勵，擁有三十余項發明專利，技術指標達到國際領先水平。團隊相關技術已在吉林引鬆供水、穗菀深城際鐵路、深江鐵路、CZ等多個國家重大工程中成功應用。

未來，該團隊將深化“產學研用”協同創新，依托“一帶一路”建設，推動中國高端隧道掘進裝備走向世界，為全球地下工程建設貢獻“中國方案”。（王麗）

研究人員在現場進行刀具性態在線監測系統調試。單位供圖

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