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用于丹麥軌道交通建設的中國盾構機。

9月29日，在位于河南鄭州的(de)中(zhong)國(guo)(guo)中(zhong)鐵工(gong)程裝備集團有限公(gong)司(以下簡稱(cheng)“中(zhong)鐵裝備”)盾(dun)構總裝車(che)間(jian)，一(yi)臺直徑8.64米的(de)土壓平(ping)衡盾(dun)構機正式下線(xian)，這(zhe)是中(zhong)國(guo)(guo)中(zhong)鐵自主研制的(de)第1000臺盾(dun)構機。這(zhe)一(yi)天，車(che)間(jian)標語“造中(zhong)國(guo)(guo)人(ren)自己的(de)盾(dun)構，造中(zhong)國(guo)(guo)最好的(de)盾(dun)構，造世界最好的(de)盾(dun)構”顯得(de)格外醒目。

“上(shang)(shang)天有(you)神舟，下(xia)海有(you)蛟龍，入地有(you)盾(dun)構(gou)(gou)”。作為(wei)“入地”利器，盾(dun)構(gou)(gou)機在(zai)某種程度上(shang)(shang)代表(biao)一國基建實力(li)，是大國建設必不可(ke)少的核(he)心(xin)裝(zhuang)備。從自力(li)更(geng)生、自主研發(fa)，到走出國門(men)、成為(wei)亮(liang)眼的中(zhong)(zhong)(zhong)國名片，再(zai)到突破關鍵(jian)技術、讓民族(zu)盾(dun)裝(zhuang)上(shang)(shang)“中(zhong)(zhong)(zhong)國芯”，中(zhong)(zhong)(zhong)國盾(dun)構(gou)(gou)人一路走來，著實不易(yi)。12載春秋，中(zhong)(zhong)(zhong)鐵1號到1000號，見證了以中(zhong)(zhong)(zhong)鐵裝(zhuang)備為(wei)代表(biao)的中(zhong)(zhong)(zhong)國企(qi)業艱苦攻關的奮(fen)斗史，更(geng)見證了國產盾(dun)構(gou)(gou)從無到有(you)、從有(you)到優(you)、從優(you)到強(qiang)的逆襲歷程。

歷史和實(shi)踐證(zheng)明，技術封(feng)鎖、產品壟斷，只(zhi)會讓(rang)我們更強大(da)。只(zhi)有(you)掌握(wo)核心技術和關(guan)鍵零部件(jian)，才(cai)不會受制于(yu)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，法國工(gong)程(cheng)師布魯諾爾從一(yi)種名叫“鑿船貝”的(de)軟體動物身上(shang)獲得(de)靈感，提出盾(dun)構掘進隧(sui)道(dao)原理，發明了“開放型(xing)手掘盾(dun)構”，并應用于(yu)世界上(shang)第一(yi)條水底(di)隧(sui)道(dao)——泰晤士(shi)河水底(di)隧(sui)道(dao)，成為(wei)人類歷史(shi)上(shang)隧(sui)道(dao)施工(gong)的(de)一(yi)大(da)技術突(tu)破。

隨著(zhu)工業化(hua)水(shui)平的(de)不(bu)斷提(ti)高，機(ji)械(xie)力逐(zhu)漸(jian)取代人力開挖。作為(wei)最先進的(de)隧道挖掘機(ji)械(xie)工具，盾構(gou)機(ji)憑借快速(su)、方(fang)便、安全的(de)優勢(shi)廣泛應用于鐵路、公路、地鐵、市政、水(shui)電等多種隧道工程中，被(bei)譽為(wei)“工程機(ji)械(xie)之王”。盾構(gou)技術也成(cheng)為(wei)衡量一個國家裝備制造業水(shui)平的(de)重要標志。

就在歐美日大(da)力推動盾(dun)構(gou)(gou)(gou)技術升級的20世紀后半葉，基于大(da)量基礎設(she)施建設(she)而對盾(dun)構(gou)(gou)(gou)機(ji)有巨大(da)需求的中國，卻沒有一臺(tai)真(zhen)正屬于自己的盾(dun)構(gou)(gou)(gou)。

六七十年代，北(bei)京、上海等地的研究機構，曾在盾構機研發上取得一(yi)定突破。但受當時技術、經濟等各方面條件制(zhi)約，發展一(yi)直較為緩慢(man)。

1996年12月18日，西安至安康(kang)(kang)的(de)西康(kang)(kang)鐵(tie)路開始修建(jian)，其中(zhong)經過全(quan)長18.46公里的(de)秦嶺隧道(dao)。為(wei)了(le)保障安全(quan)、縮(suo)短工期，國家以每(mei)臺3.5億(yi)元的(de)價格(ge)從德國采購了(le)兩臺盾(dun)構(gou)機(ji)。結果挖掘效率大(da)大(da)提升，隧道(dao)提前10個月貫通(tong)。

“洋盾構”有(you)(you)甜頭，但越往后問(wen)題(ti)越多。買的是(shi)舊機器，卻(que)要按(an)新設(she)備(bei)付錢；機器維修保養時不(bu)(bu)許中方(fang)參加，還(huan)拉警戒(jie)線；維修進度中方(fang)說了(le)不(bu)(bu)算，完全(quan)取決(jue)于(yu)外方(fang)……“有(you)(you)次(ci)我(wo)們(men)(men)要加工一個(ge)簡單的拖車鋼結構件，發(fa)現外方(fang)圖紙有(you)(you)錯誤。因(yin)為(wei)不(bu)(bu)是(shi)設(she)計方(fang)，只好催他們(men)(men)派人處(chu)理(li)。但人家提出(chu)的條件是(shi)每天咨詢費1萬元，還(huan)要負責所有(you)(you)的差(cha)旅(lv)食宿。”中鐵裝備(bei)設(she)計研(yan)究總院院長賀飛表示。

沒有(you)核心技(ji)術就沒有(you)話語權，就會永遠受制于人(ren)。從那時(shi)起，“造中(zhong)國人(ren)自己的盾構”便(bian)成(cheng)為(wei)中(zhong)國盾構人(ren)的夢(meng)想。

時(shi)間進入(ru)21世紀。為打破(po)西方(fang)技術壟斷，2002年，“隧(sui)(sui)道掘進機關(guan)鍵技術研究”被列入(ru)“863計(ji)劃”，成為國家級重點工程。由(you)中鐵隧(sui)(sui)道集(ji)團18人(ren)組(zu)成的盾構機研發項目組(zu)也于當年10月成立。

盾構(gou)機研發涵(han)蓋(gai)機械、力學、液壓、電氣等數十個領域，精密零部(bu)件(jian)多達3萬多個，一個控制系統就有2000多個控制點(dian)。“項目組沒有技術指導，從零起步，硬是從設計(ji)圖紙干起。僅是弄清刀盤刀具問題，我國(guo)就花了近5年時間。”賀(he)飛說，為了印(yin)證(zheng)數據(ju)，他(ta)們不斷前往施(shi)工(gong)現場(chang)求證(zheng)，加班熬夜是家常便飯，通宵(xiao)也(ye)是常事(shi)。

就這樣，啃了6年(nian)硬骨頭，在無數科研人員(yuan)與專家學者的(de)共(gong)同努力下，2008年(nian)，中國首臺具有自主知(zhi)識產權的(de)復合(he)式土(tu)壓(ya)平衡(heng)盾構——中國中鐵(tie)1號成功下線(xian)，后應用于天(tian)津地鐵(tie)項目。至此(ci)，“洋盾構”一統天(tian)下的(de)局面被打破了。

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(sui)然(ran)有了國(guo)產盾構(gou)機(ji)，但面對國(guo)內10%的市(shi)場份額，不少人心里打鼓：國(guo)產盾構(gou)能行嗎？

2012年(nian)1月，成都(dou)地鐵(tie)2號線、4號線開工建設。當地地質(zhi)復雜(za)，漂石(shi)、砂(sha)卵石(shi)、涌水突出。在以往的(de)地鐵(tie)施工中(zhong)，所有盾構(gou)都(dou)是國外品牌。“這并不(bu)是說進口設備在施工過程中(zhong)不(bu)會(hui)出現問題，而是在當時，人們對我們自己研發的(de)盾構(gou)機還(huan)心存顧慮。”賀飛說。

歷經3個多月的交流與溝通，中鐵裝(zhuang)備團(tuan)隊慢慢打消了(le)設計、施工(gong)等單位的疑慮，最終采用“1+1模(mo)式”，即(ji)國產(chan)盾構(gou)和進口盾構(gou)左(zuo)右(you)線同(tong)時始(shi)發(fa)。“這其實就給了(le)我(wo)們(men)一(yi)個同(tong)臺較量(liang)的機(ji)會，當然要全力以赴！”此后，每名員工(gong)每天都緊張(zhang)忙碌著，他們(men)明(ming)白，這場較量(liang)不能輸。

10個月后，國產盾(dun)(dun)構的各項性能指標均(jun)優(you)于(yu)進口盾(dun)(dun)構，有力提振了中(zhong)國盾(dun)(dun)構人的信心。

類似的較量還有很多。今年8月7日，中國(guo)自主研(yan)制的15米級超(chao)大直徑泥水平(ping)衡盾(dun)構機克(ke)服孤石、基巖、8度(du)地震(zhen)烈度(du)區等復雜施工(gong)條(tiao)件，成功貫通(tong)汕(shan)頭海灣隧道(dao)。在與進(jin)口(kou)盾(dun)構東西線兩座隧道(dao)競(jing)技過程中，國(guo)產(chan)盾(dun)構總掘進(jin)用時少了兩個月。

近年來，超大(da)斷(duan)面矩(ju)形盾(dun)構(gou)、世界首臺馬蹄形盾(dun)構(gou)、國(guo)內最大(da)直(zhi)(zhi)徑土壓平衡盾(dun)構(gou)、世界首臺聯絡通道專(zhuan)用(yong)盾(dun)構(gou)、世界最大(da)直(zhi)(zhi)徑硬巖掘(jue)進機等新產品不斷(duan)涌現。在(zai)與國(guo)外盾(dun)構(gou)競爭中，國(guo)產盾(dun)構(gou)在(zai)國(guo)內市(shi)場的占有率達90%以上，占全球市(shi)場份額2/3，并將同類產品價格拉低40%。

“工欲善其(qi)事，必先利其(qi)器”。盾(dun)(dun)構(gou)核心零(ling)部件(jian)關(guan)系重大，易被(bei)卡脖子。主(zhu)軸承承擔盾(dun)(dun)構(gou)機運轉(zhuan)過程的(de)主(zhu)要(yao)載荷，是(shi)刀盤驅動系統的(de)關(guan)鍵(jian)部件(jian)。但由于制造工藝復雜、原(yuan)材(cai)料性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)高、設計理論不成(cheng)熟等原(yuan)因，中國盾(dun)(dun)構(gou)主(zhu)軸承長期依(yi)賴進口。

今年9月26日，在(zai)蘇州軌道(dao)交(jiao)通(tong)6號線10標項目(mu)現場(chang)，首臺采用國(guo)產3米級主軸(zhou)承盾(dun)構機“中鐵(tie)872號”順(shun)利始發(fa)，這是中國(guo)主軸(zhou)承首次在(zai)軌道(dao)交(jiao)通(tong)領(ling)域執行地(di)下掘(jue)進任務。民族盾(dun)裝上“中國(guo)芯”，得益于盾(dun)構/TBM主軸(zhou)承減速(su)機工(gong)業試(shi)驗平臺項目(mu)。

2015年(nian)7月(yue)，中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)聯(lian)合(he)洛陽LYC軸(zhou)承有(you)限公司和(he)鄭(zheng)州機械(xie)研究所，成(cheng)功申報(bao)工業轉型(xing)升級(ji)國(guo)家強基工程。項目團隊(dui)與時間角力，和(he)困難較勁，終于突破(po)主(zhu)軸(zhou)承、減(jian)速機設(she)計制造關(guan)鍵(jian)技術。今年(nian)5月(yue)，中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)對通過試驗檢測(ce)的(de)首批國(guo)產(chan)化6米級(ji)盾構3米主(zhu)軸(zhou)承、減(jian)速機進(jin)行展示，標志著中(zhong)國(guo)盾構核心(xin)部件國(guo)產(chan)化取得新的(de)重大突破(po)，將有(you)效降低對關(guan)鍵(jian)部件進(jin)口的(de)依賴。

2020年，中國中鐵1000號盾構機下線。

造世界最好的盾構

要不(bu)(bu)斷提升中國盾構(gou)的競(jing)爭(zheng)力和影響力，就不(bu)(bu)能(neng)止(zhi)步于國內搭臺比(bi)試。

馬(ma)(ma)來(lai)(lai)西(xi)亞，是中鐵裝備(bei)邁出國門第一站。2012年，馬(ma)(ma)來(lai)(lai)西(xi)亞正在(zai)推進(jin)MRT項目(mu)(馬(ma)(ma)來(lai)(lai)西(xi)亞捷(jie)運線)。一期工(gong)程時(shi)，承(cheng)包該項目(mu)的中鐵國際集團(tuan)馬(ma)(ma)來(lai)(lai)西(xi)亞公司(si)主動向馬(ma)(ma)方推薦中鐵裝備(bei)生(sheng)產(chan)的盾構(gou)機(ji)。

然而，馬方(fang)對中國盾構并不(bu)信(xin)任，直言不(bu)諱道：“你們在中國做得(de)好，但在海外市場沒有(you)經驗，我們對你們非常擔(dan)心。”即便如(ru)此，中方(fang)團隊仍不(bu)停地(di)往(wang)返(fan)于中馬兩國，向馬方(fang)介紹(shao)中國盾構的發展歷程，并邀請他們來華實地(di)考(kao)察。

“中國(guo)盾構的發(fa)展(zhan)速(su)度令人驚奇(qi)！”這(zhe)是代表團考(kao)察后發(fa)出的感慨。隨后，馬方決定購買兩(liang)臺中國(guo)盾構機，即“中鐵50號”“中鐵51號”。

施工中，“中鐵(tie)50號”曾(ceng)遇到(dao)一(yi)塊(kuai)20多米(mi)長的(de)(de)孤石，其硬度(du)達到(dao)300兆帕，遠遠超(chao)出(chu)地質報告所提的(de)(de)砂巖、泥巖不(bu)到(dao)80兆帕，但它憑(ping)借可靠的(de)(de)性(xing)能通(tong)過了考驗。其兄弟“中鐵(tie)51號”表現也(ye)很突出(chu)，不(bu)僅先后(hou)穿越具(ju)有百(bai)年歷史的(de)(de)中央火車站等重要建筑(zhu)物，將最大累(lei)計沉降量控制(zhi)在3毫米(mi)內，還創(chuang)造了最高(gao)日(ri)掘(jue)進21米(mi)的(de)(de)當地盾構施工新(xin)紀(ji)錄。

馬來西亞(ya)項目的(de)成功，為中鐵裝備走向世界、迎(ying)接(jie)更大挑(tiao)戰打(da)下堅實(shi)基礎。

2015年，黎巴嫩政府實施大貝魯(lu)特(te)供水(shui)項目(mu)，以解決(jue)當地民(min)眾飲(yin)水(shui)難題。與之(zhi)前大體型的盾構機不同，此次工程要求的TBM直徑僅為(wei)3.53米。

2016年1月(yue)，中鐵裝備自主(zhu)研制(zhi)的(de)兩臺(tai)(tai)世界(jie)最小直徑(jing)硬巖(yan)掘進機下線。這是(shi)黎方(fang)首次使(shi)用全(quan)自動TBM施工(gong)，他們還專門為兩臺(tai)(tai)機器命名(ming)：“麗雅”“雅斯米納”，代表慷慨(kai)、正直、開放(fang)和(he)勇敢、果斷、活力。

“我們(men)再也不用(yong)購買桶裝水喝了！”2018年3月2日，隨著工程2號隧洞最后一(yi)片巖塊(kuai)轟然碎地，在(zai)場(chang)的當地民(min)眾一(yi)片歡呼。2019年，整(zheng)個引水隧洞項(xiang)目投入(ru)使(shi)用(yong)，基(ji)本解決貝魯特用(yong)水問題，約160萬人(ren)從中受益。

準確(que)滿(man)足各國客戶需求，是更好走(zou)出(chu)(chu)去的關鍵。2019年8月，兩臺由中(zhong)鐵裝備研(yan)發制造的盾(dun)構機(ji)出(chu)(chu)口丹麥，應(ying)用于(yu)哥本哈(ha)根(gen)CRSH1地鐵項目，實現中(zhong)國盾(dun)構首次進(jin)入北歐。

在(zai)歐洲，丹麥被公認為(wei)標(biao)準高、制(zhi)度嚴，該(gai)項(xiang)目由兩家世界頂級土建承(cheng)包(bao)商承(cheng)包(bao)。“他們(men)有(you)非(fei)常豐富的(de)施工經驗(yan)，對于安全高效施工，有(you)著自(zi)己的(de)理(li)解，所以(yi)對盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)的(de)設計方案也有(you)很多細節(jie)要求。”中鐵裝備(bei)副(fu)總(zong)經理(li)張志國談到，我們(men)堅持以(yi)客戶關(guan)注(zhu)為(wei)焦(jiao)點，定制(zhi)化打(da)造盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)，往往更容易受到海外市場青(qing)睞。

目前，中鐵裝備的盾構機已出口至全球21個(ge)國家(jia)和地區，連續3年產銷量世界第一(yi)。“中國盾構已實現從(cong)‘跟跑(pao)(pao)(pao)’向‘并跑(pao)(pao)(pao)’和部(bu)分‘領跑(pao)(pao)(pao)’的轉變，未來要在智能化上更進(jin)一(yi)步(bu)，讓(rang)整個(ge)隧道實現自動化建造，這是我們努力的方向。”賀飛表(biao)示(shi)。

【責任編輯：趙(zhao)藝涵】