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用于丹麥軌道交通建設的中國盾構機。

9月29日，在(zai)位于河南鄭州的(de)(de)中國中鐵工程裝(zhuang)(zhuang)備集(ji)團有(you)限公司(以(yi)下簡稱“中鐵裝(zhuang)(zhuang)備”)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)總裝(zhuang)(zhuang)車間(jian)，一臺(tai)直徑8.64米的(de)(de)土壓平(ping)衡盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)正式下線，這是中國中鐵自(zi)主研制的(de)(de)第1000臺(tai)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機(ji)。這一天，車間(jian)標語“造中國人(ren)自(zi)己的(de)(de)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)，造中國最好的(de)(de)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)，造世界最好的(de)(de)盾(dun)(dun)構(gou)(gou)”顯(xian)得格外(wai)醒目。

“上(shang)天有(you)神舟，下(xia)海有(you)蛟龍，入(ru)地有(you)盾構(gou)(gou)”。作為(wei)“入(ru)地”利器(qi)，盾構(gou)(gou)機在(zai)某種程度上(shang)代表一國(guo)(guo)(guo)基建實力，是大(da)國(guo)(guo)(guo)建設必不(bu)可少的(de)核心裝(zhuang)備(bei)。從自力更(geng)生、自主研(yan)發，到(dao)(dao)走出國(guo)(guo)(guo)門、成為(wei)亮眼的(de)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)名片，再到(dao)(dao)突破關鍵技術(shu)、讓民族盾裝(zhuang)上(shang)“中(zhong)國(guo)(guo)(guo)芯(xin)”，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)盾構(gou)(gou)人一路走來，著實不(bu)易。12載(zai)春秋，中(zhong)鐵(tie)1號(hao)到(dao)(dao)1000號(hao)，見(jian)證了以中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)為(wei)代表的(de)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)企業(ye)艱苦攻關的(de)奮(fen)斗史，更(geng)見(jian)證了國(guo)(guo)(guo)產盾構(gou)(gou)從無(wu)到(dao)(dao)有(you)、從有(you)到(dao)(dao)優、從優到(dao)(dao)強(qiang)的(de)逆襲歷程。

歷史(shi)和實踐證明，技(ji)術封(feng)鎖(suo)、產品壟斷，只會讓我們(men)更強大。只有掌握(wo)核(he)心技(ji)術和關鍵零部件，才不會受制于人。

2008年，中國中鐵1號盾構機下線。

造中國人自己的盾構

200年前(qian)，法(fa)國工(gong)程師布魯諾爾從一種名叫“鑿船貝”的(de)軟體動物身(shen)上(shang)獲得靈感(gan)，提出(chu)盾構掘進隧(sui)道原(yuan)理(li)，發明了“開放型手掘盾構”，并應用(yong)于世界上(shang)第一條水(shui)底隧(sui)道——泰(tai)晤士河水(shui)底隧(sui)道，成為(wei)人類歷(li)史(shi)上(shang)隧(sui)道施工(gong)的(de)一大技術突破。

隨著工(gong)(gong)業化(hua)水平(ping)的(de)不斷提高(gao)，機(ji)械(xie)力(li)逐漸取(qu)代人力(li)開(kai)挖。作(zuo)為(wei)(wei)最先進(jin)的(de)隧道(dao)挖掘機(ji)械(xie)工(gong)(gong)具，盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)憑借(jie)快(kuai)速、方便、安全(quan)的(de)優勢廣泛(fan)應用于鐵路、公路、地鐵、市政、水電(dian)等多種(zhong)隧道(dao)工(gong)(gong)程(cheng)中(zhong)，被譽(yu)為(wei)(wei)“工(gong)(gong)程(cheng)機(ji)械(xie)之王”。盾(dun)構(gou)(gou)技術也成為(wei)(wei)衡量一個國家裝備制(zhi)造業水平(ping)的(de)重要標志。

就在歐美日大(da)力推動盾構技術升(sheng)級(ji)的(de)20世紀后半葉(xie)，基于(yu)大(da)量基礎(chu)設(she)施建設(she)而對盾構機(ji)有(you)(you)巨大(da)需求的(de)中國，卻(que)沒有(you)(you)一臺真正屬于(yu)自己的(de)盾構。

六七十年代，北京(jing)、上海(hai)等(deng)地的研(yan)究機(ji)構，曾(ceng)在盾構機(ji)研(yan)發上取(qu)得(de)一(yi)定突破。但受當時技術、經濟等(deng)各方面條(tiao)件制約，發展一(yi)直較為緩慢。

1996年12月18日(ri)，西安(an)至安(an)康的(de)西康鐵路開始修建，其中經過全長18.46公里的(de)秦嶺隧道。為了保障安(an)全、縮短工期，國(guo)家(jia)以每臺(tai)3.5億元的(de)價格從德國(guo)采購了兩(liang)臺(tai)盾構(gou)機(ji)。結果挖掘效率大大提升，隧道提前10個月貫通。

“洋盾構”有(you)甜(tian)頭，但越往后問題(ti)越多。買的是舊機(ji)器，卻(que)要按新設備(bei)付錢(qian)；機(ji)器維修(xiu)保養時不(bu)許中(zhong)方(fang)參加，還拉警戒線；維修(xiu)進度中(zhong)方(fang)說了不(bu)算(suan)，完全取決(jue)于外(wai)方(fang)……“有(you)次我們要加工(gong)一個簡(jian)單的拖(tuo)車鋼結(jie)構件，發現外(wai)方(fang)圖紙有(you)錯誤(wu)。因為不(bu)是設計方(fang)，只(zhi)好催他們派人(ren)處(chu)理。但人(ren)家提出(chu)的條件是每天咨詢費1萬元，還要負責所有(you)的差旅食宿(su)。”中(zhong)鐵(tie)裝備(bei)設計研究總院(yuan)院(yuan)長(chang)賀飛表示。

沒有核心技術就(jiu)沒有話語權，就(jiu)會永遠受(shou)制于人。從那時起，“造(zao)中(zhong)國人自己的(de)盾構”便成為中(zhong)國盾構人的(de)夢(meng)想。

時(shi)間進入(ru)(ru)21世紀。為打破(po)西方技術(shu)壟(long)斷，2002年，“隧道(dao)掘進機關鍵技術(shu)研究”被列(lie)入(ru)(ru)“863計(ji)劃”，成(cheng)為國家級重點工程。由中鐵隧道(dao)集團18人組成(cheng)的盾構機研發項目組也于當年10月成(cheng)立。

盾構機研(yan)發涵蓋機械、力學、液(ye)壓、電氣(qi)等數(shu)十個領域，精密零部件(jian)多(duo)達3萬多(duo)個，一個控制系統就有2000多(duo)個控制點。“項目組沒有技(ji)術指(zhi)導(dao)，從零起步，硬(ying)是(shi)(shi)從設計圖(tu)紙干起。僅是(shi)(shi)弄清刀(dao)盤刀(dao)具問題(ti)，我國就花了(le)近5年時間。”賀飛說(shuo)，為了(le)印證(zheng)數(shu)據，他們不斷前往(wang)施工現(xian)場(chang)求(qiu)證(zheng)，加班熬夜是(shi)(shi)家常便飯(fan)，通宵也是(shi)(shi)常事。

就這樣，啃(ken)了(le)6年硬骨頭，在無數科研人員與專家學者的共(gong)同努力(li)下(xia)，2008年，中(zhong)國首(shou)臺具有自主知(zhi)識(shi)產權(quan)的復合式土壓平衡(heng)盾構(gou)——中(zhong)國中(zhong)鐵(tie)1號成功下(xia)線，后(hou)應(ying)用于天津地鐵(tie)項(xiang)目。至此(ci)，“洋盾構(gou)”一統(tong)天下(xia)的局面被打破了(le)。

2018年，直徑15.8米的中國中鐵588號“春風號”盾構機下線。

民族盾有“中國芯”

雖然有了國產(chan)盾(dun)構(gou)機，但面對國內10%的市場份額，不少人(ren)心里打鼓(gu)：國產(chan)盾(dun)構(gou)能行嗎？

2012年1月(yue)，成都地(di)鐵2號線(xian)(xian)、4號線(xian)(xian)開工(gong)建(jian)設。當地(di)地(di)質復(fu)雜，漂(piao)石(shi)、砂(sha)卵(luan)石(shi)、涌水突出(chu)。在以往的地(di)鐵施工(gong)中(zhong)，所有盾構都是(shi)國外品牌(pai)。“這并不(bu)是(shi)說進口設備在施工(gong)過程中(zhong)不(bu)會出(chu)現(xian)問題，而是(shi)在當時(shi)，人們(men)對(dui)我(wo)們(men)自(zi)己研發的盾構機還心存顧慮。”賀飛說。

歷(li)經3個多月的交流與溝通，中鐵裝備團隊慢(man)慢(man)打消了設計、施工(gong)等單位(wei)的疑(yi)慮，最終采用“1+1模式”，即國(guo)產(chan)盾構(gou)和進口盾構(gou)左右線同時始發。“這其實就給了我們一個同臺較量的機(ji)會，當然(ran)要全力以(yi)赴(fu)！”此(ci)后，每名員工(gong)每天都緊(jin)張忙碌(liu)著(zhu)，他們明白，這場較量不能輸。

10個月后，國產盾構(gou)(gou)的各項(xiang)性(xing)能指標均優于進口盾構(gou)(gou)，有力提(ti)振了中國盾構(gou)(gou)人的信心。

類(lei)似的較量(liang)還有很多。今年8月(yue)7日，中國自主研制的15米級超大直徑泥水平(ping)衡盾構機克服孤石、基巖、8度地震(zhen)烈度區等復(fu)雜施(shi)工條件，成(cheng)功貫(guan)通汕頭海灣隧道。在與進(jin)口盾構東(dong)西線兩座(zuo)隧道競技(ji)過(guo)程中，國產盾構總掘進(jin)用時少(shao)了(le)兩個(ge)月(yue)。

近年來，超大(da)斷(duan)面矩形盾(dun)構(gou)(gou)、世界(jie)首臺(tai)馬蹄形盾(dun)構(gou)(gou)、國(guo)內最(zui)大(da)直(zhi)徑土壓平衡(heng)盾(dun)構(gou)(gou)、世界(jie)首臺(tai)聯(lian)絡通道專(zhuan)用盾(dun)構(gou)(gou)、世界(jie)最(zui)大(da)直(zhi)徑硬巖掘進機(ji)等新產(chan)品(pin)不斷(duan)涌現。在(zai)與國(guo)外(wai)盾(dun)構(gou)(gou)競爭中，國(guo)產(chan)盾(dun)構(gou)(gou)在(zai)國(guo)內市場的占(zhan)有率達90%以上(shang)，占(zhan)全球市場份(fen)額2/3，并(bing)將同類產(chan)品(pin)價格拉低40%。

“工欲(yu)善其事，必先(xian)利其器”。盾(dun)(dun)構(gou)(gou)核心(xin)零部件關系(xi)重大，易(yi)被卡脖子。主軸(zhou)承承擔盾(dun)(dun)構(gou)(gou)機運轉過程的(de)主要(yao)載荷，是刀盤驅(qu)動系(xi)統(tong)的(de)關鍵部件。但由于(yu)制造工藝復雜(za)、原(yuan)材料性能(neng)要(yao)求高、設(she)計理論不(bu)成(cheng)熟等原(yuan)因，中(zhong)國盾(dun)(dun)構(gou)(gou)主軸(zhou)承長期依賴進口。

今年9月26日，在(zai)蘇州軌道交通6號線10標項目現場(chang)，首臺(tai)采用國產3米級主軸(zhou)承(cheng)盾(dun)構機“中(zhong)(zhong)鐵872號”順利(li)始發，這(zhe)是中(zhong)(zhong)國主軸(zhou)承(cheng)首次在(zai)軌道交通領域(yu)執行(xing)地(di)下掘進任務。民族盾(dun)裝上“中(zhong)(zhong)國芯”，得益于盾(dun)構/TBM主軸(zhou)承(cheng)減速機工業(ye)試驗(yan)平臺(tai)項目。

2015年(nian)(nian)7月(yue)，中鐵裝(zhuang)備聯合(he)洛陽(yang)LYC軸(zhou)承有限(xian)公司和鄭州機(ji)械(xie)研究所(suo)，成功申報工(gong)業轉型升級國家強(qiang)基工(gong)程。項目團隊(dui)與時間角力，和困難較勁(jing)，終于突(tu)破(po)主(zhu)軸(zhou)承、減速機(ji)設(she)計制造(zao)關鍵(jian)技術。今年(nian)(nian)5月(yue)，中鐵裝(zhuang)備對通過試驗檢測的(de)首批(pi)國產(chan)化6米(mi)級盾(dun)構3米(mi)主(zhu)軸(zhou)承、減速機(ji)進行展示(shi)，標(biao)志著中國盾(dun)構核心部(bu)件(jian)國產(chan)化取得(de)新的(de)重大(da)突(tu)破(po)，將有效(xiao)降低對關鍵(jian)部(bu)件(jian)進口的(de)依(yi)賴。

2020年，中國中鐵1000號盾構機下線。

造世界最好的盾構

要不(bu)斷提升(sheng)中國盾構的競爭力和影響力，就不(bu)能止(zhi)步于國內搭臺比試(shi)。

馬(ma)來(lai)西(xi)亞，是中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)備(bei)邁出國門第(di)一(yi)站。2012年，馬(ma)來(lai)西(xi)亞正在(zai)推進MRT項(xiang)目(馬(ma)來(lai)西(xi)亞捷運線)。一(yi)期工(gong)程時(shi)，承包該項(xiang)目的中(zhong)鐵(tie)(tie)國際集(ji)團馬(ma)來(lai)西(xi)亞公(gong)司主動向(xiang)馬(ma)方推薦(jian)中(zhong)鐵(tie)(tie)裝(zhuang)備(bei)生(sheng)產的盾構機。

然(ran)而，馬方對中(zhong)(zhong)國(guo)盾(dun)構(gou)并(bing)不信任，直言不諱道：“你(ni)們(men)在中(zhong)(zhong)國(guo)做得好，但在海外市場沒有經驗(yan)，我們(men)對你(ni)們(men)非常擔(dan)心。”即便如此，中(zhong)(zhong)方團隊(dui)仍不停地往返(fan)于中(zhong)(zhong)馬兩國(guo)，向(xiang)馬方介紹(shao)中(zhong)(zhong)國(guo)盾(dun)構(gou)的發展(zhan)歷程，并(bing)邀(yao)請(qing)他們(men)來華實地考察。

“中(zhong)國盾構(gou)的發展速度令(ling)人驚奇(qi)！”這是代表團考察后(hou)發出的感慨。隨后(hou)，馬方決(jue)定購買兩臺中(zhong)國盾構(gou)機(ji)，即(ji)“中(zhong)鐵50號”“中(zhong)鐵51號”。

施工中，“中鐵(tie)50號”曾遇到(dao)一(yi)塊20多米長(chang)的孤石，其硬度(du)達(da)到(dao)300兆(zhao)(zhao)帕(pa)，遠遠超出地質(zhi)報告所提的砂巖(yan)、泥巖(yan)不(bu)到(dao)80兆(zhao)(zhao)帕(pa)，但它憑借可靠的性能通過了(le)(le)考驗。其兄弟“中鐵(tie)51號”表現也很突出，不(bu)僅先后穿越(yue)具(ju)有(you)百年歷史的中央火車站等(deng)重要建筑物，將最大累計沉降量控(kong)制在3毫米內(nei)，還創造了(le)(le)最高日掘(jue)進21米的當(dang)地盾構施工新紀(ji)錄。

馬來西亞項目的成功，為(wei)中(zhong)鐵(tie)裝備走向世界(jie)、迎接更(geng)大挑戰打下堅實基(ji)礎(chu)。

2015年(nian)，黎巴嫩政府實施(shi)大貝魯特供水項目，以(yi)解決當地民眾飲水難題(ti)。與之前大體型的盾(dun)構(gou)機不(bu)同，此次工(gong)程要(yao)求的TBM直徑僅為3.53米。

2016年1月，中鐵裝備自主(zhu)研制的兩臺世界(jie)最小直(zhi)徑硬巖(yan)掘進機下線。這是黎(li)方(fang)首次使用全自動TBM施工(gong)，他們還(huan)專門為兩臺機器命名(ming)：“麗雅”“雅斯米(mi)納(na)”，代表(biao)慷慨、正直(zhi)、開放和勇敢、果(guo)斷、活力。

“我(wo)們再也不用(yong)(yong)(yong)購(gou)買桶裝水(shui)(shui)(shui)喝了！”2018年(nian)3月2日，隨(sui)著(zhu)工程(cheng)2號隧洞最后(hou)一(yi)片巖(yan)塊轟然碎(sui)地，在場的(de)當地民眾一(yi)片歡呼。2019年(nian)，整個引水(shui)(shui)(shui)隧洞項(xiang)目投入使用(yong)(yong)(yong)，基本解決貝魯特用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)問題，約160萬人從中受益(yi)。

準(zhun)確滿足(zu)各國客戶需求，是更好走出去的(de)關鍵(jian)。2019年8月(yue)，兩(liang)臺由中鐵裝備研發制造的(de)盾(dun)構機出口丹麥，應用于哥本哈根CRSH1地鐵項目，實現中國盾(dun)構首次進(jin)入北歐。

在歐洲(zhou)，丹(dan)麥被公認為標準高、制(zhi)度嚴，該項目(mu)由兩家世(shi)界(jie)頂級土(tu)建承包商承包。“他(ta)們有非常豐富的(de)施工(gong)經驗，對于(yu)安全高效施工(gong)，有著自己的(de)理解，所以對盾(dun)構機的(de)設計方案也有很多細節(jie)要求。”中鐵裝備副總經理張(zhang)志國談到，我們堅(jian)持以客戶關注為焦點，定制(zhi)化打造盾(dun)構機，往往更容(rong)易受(shou)到海外市場青(qing)睞。

目前，中鐵(tie)裝備的(de)盾構機已(yi)出口至全球21個國家(jia)和地區，連續(xu)3年產銷量世界(jie)第(di)一(yi)。“中國盾構已(yi)實現(xian)從‘跟跑’向‘并(bing)跑’和部分‘領跑’的(de)轉變，未(wei)來(lai)要在智(zhi)能化上更進一(yi)步，讓整個隧道實現(xian)自動(dong)化建(jian)造，這是我們努力(li)的(de)方(fang)向。”賀飛表示。

【責任編輯(ji)：趙藝(yi)涵】