随着我国“交通强国”战略的纵深发展、“南水北调”西线工程的全面实施，复杂地质条件下的长大隧道占比越来越大。初期支护是保证隧道钻爆法施工安全的重要环节，混凝土湿喷装备是隧道初期支护机械化施工的必用设备。但混凝土湿喷核心工艺和装备国内尚未攻克，尤其是混凝土回弹率高、臂架运动范围小、核心构件制造性能差及整机智能化水平低等行业难题亟待解决。项目经过10多年的产学研用联合攻关，取得如下创新成果：

1.攻克高效率低回弹混凝土湿喷工艺。建立骨料颗粒回弹计算模型，发明低压高速涡旋气流混合方法及喷射旋流装置，提出“两主一辅”泵送架构和变截面增压泵送工艺，解决混凝土脉冲和离析技术难题，研发速凝剂高精度供给控制系统，实现了混凝土大方量低回弹精准湿喷。

2.发明复杂场景下自适应精准服役的臂架和底盘系统。研制两段俯仰两节伸缩式多自由度臂架结构和三轴联动高灵活喷射装置，开发全液压双桥驱动、四轮转向专用工程底盘，研发多自由度臂架闭环智能控制和双动力驱动底盘控制系统，实现了臂架大范围全方位无死角运动，底盘爬坡能力强。

3.突破湿喷机关键零件高性能制造工艺。率先提出纳米流体冷却磨削工艺，研发滚道表面淬硬深度及均匀性可控磨削技术，提高了回转支承承载能力；发明基于有序排布刀具的回转支承高效切削工艺，减轻了滚道和齿面的加工损伤；开发臂架零件激光焊接缺陷抑制技术，实现了伸缩臂等零件激光单道焊双面成形；研发激光填丝窄间隙焊接技术，伸缩臂焊接最大变形量减少。

4.开发基于大数据及云平台的施工状态智能控制技术。构建基于云平台的施工状态监控系统，建立回弹率、喷射效率、单次喷射厚度等湿喷质量的回归预测模型，掌握施工参数和施工过程自动调控技术，建立湿喷机故障诊断模型和多目标优化决策算法，实现了湿喷机的自我感知、自主决策和智能控制。

该项目研制了泵送系统、臂架、工程底盘、喷头体等关键部件7类45种，混凝土湿喷机、湿喷机组等成套装备3类14种；近三年产销952台，装备直接销售额11.62亿元，连续6年国内市场占有率第一，替代进口，出口印尼等“一带一路”国家。

获美国发明专利2件，中国发明专利61件，制定行业标准1部，发表论文56篇。装备在“世界第一隧”——秦岭天台山特长隧道、“世界最难建”——川藏铁路雅安-林芝段、世界第三溪洛渡水电站、中国首个海外高铁项目——雅万高铁等国内外1500余个大型重点工程中成功应用。

获奖等级：二等奖

完成单位：湖南五新隧道智能装备股份有限公司、长沙理工大学、中铁十二局集团第二工程有限公司机械化施工分公司