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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)(de)(de)中(zhong)國中(zhong)鐵(tie)工程裝(zhuang)備集團有限公司(以下(xia)簡稱“中(zhong)鐵(tie)裝(zhuang)備”)盾(dun)構總裝(zhuang)車間(jian)，一臺直徑8.64米(mi)的(de)(de)(de)土(tu)壓平衡盾(dun)構機(ji)正式下(xia)線，這是中(zhong)國中(zhong)鐵(tie)自主研制(zhi)的(de)(de)(de)第1000臺盾(dun)構機(ji)。這一天，車間(jian)標(biao)語“造(zao)中(zhong)國人自己的(de)(de)(de)盾(dun)構，造(zao)中(zhong)國最(zui)好(hao)的(de)(de)(de)盾(dun)構，造(zao)世界最(zui)好(hao)的(de)(de)(de)盾(dun)構”顯得格外(wai)醒目。

“上天(tian)有(you)(you)(you)神舟，下(xia)海有(you)(you)(you)蛟龍，入地(di)有(you)(you)(you)盾(dun)(dun)構(gou)”。作為(wei)“入地(di)”利器，盾(dun)(dun)構(gou)機在某(mou)種程(cheng)度上代表(biao)一(yi)國基建(jian)實力，是(shi)大國建(jian)設必不可少的(de)核心(xin)裝備。從自力更生、自主研發，到走出(chu)國門、成為(wei)亮眼(yan)的(de)中(zhong)(zhong)國名片，再到突(tu)破(po)關鍵技(ji)術、讓民族盾(dun)(dun)裝上“中(zhong)(zhong)國芯”，中(zhong)(zhong)國盾(dun)(dun)構(gou)人一(yi)路走來，著實不易。12載春秋，中(zhong)(zhong)鐵1號到1000號，見證了以中(zhong)(zhong)鐵裝備為(wei)代表(biao)的(de)中(zhong)(zhong)國企業艱苦攻關的(de)奮斗史，更見證了國產盾(dun)(dun)構(gou)從無(wu)到有(you)(you)(you)、從有(you)(you)(you)到優(you)、從優(you)到強(qiang)的(de)逆(ni)襲歷程(cheng)。

歷史和實踐證明，技(ji)術封鎖、產品(pin)壟(long)斷，只會讓我們更強大(da)。只有掌握核(he)心技(ji)術和關(guan)鍵(jian)零部(bu)件(jian)，才不會受制于人(ren)。

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)，法國(guo)工程師布魯(lu)諾爾從一種名叫“鑿船貝(bei)”的軟體動物身(shen)上獲得靈感，提出(chu)盾構(gou)掘進隧(sui)(sui)道(dao)原(yuan)理，發明了“開放型手掘盾構(gou)”，并應(ying)用于世界上第一條水底(di)隧(sui)(sui)道(dao)——泰(tai)晤士(shi)河水底(di)隧(sui)(sui)道(dao)，成為人類歷史上隧(sui)(sui)道(dao)施工的一大(da)技術突破。

隨著工(gong)業化水平(ping)(ping)的(de)(de)不斷提高，機械力逐(zhu)漸取代人力開挖。作為(wei)最(zui)先進的(de)(de)隧(sui)道挖掘(jue)機械工(gong)具，盾構機憑借快(kuai)速(su)、方便(bian)、安全的(de)(de)優(you)勢廣(guang)泛(fan)應(ying)用于(yu)鐵路(lu)、公路(lu)、地(di)鐵、市(shi)政、水電等多種隧(sui)道工(gong)程(cheng)中(zhong)，被譽為(wei)“工(gong)程(cheng)機械之王”。盾構技術也成為(wei)衡量一個國家裝備制造業水平(ping)(ping)的(de)(de)重要標志(zhi)。

就在歐美(mei)日大(da)(da)力推動盾(dun)構(gou)(gou)技(ji)術(shu)升級(ji)的20世(shi)紀后半葉，基(ji)于大(da)(da)量基(ji)礎設(she)施建(jian)設(she)而對盾(dun)構(gou)(gou)機(ji)有(you)巨大(da)(da)需求的中國，卻沒有(you)一臺真正屬于自己的盾(dun)構(gou)(gou)。

六(liu)七十(shi)年代，北京(jing)、上海等地的(de)研究機構，曾(ceng)在盾構機研發上取得一(yi)定突破(po)。但(dan)受(shou)當(dang)時(shi)技術(shu)、經濟等各方面條(tiao)件(jian)制(zhi)約，發展一(yi)直較為緩慢(man)。

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(qi)中經過全長18.46公里的(de)秦嶺(ling)隧(sui)道(dao)。為了(le)保障(zhang)安(an)全、縮(suo)短工(gong)期，國(guo)家以每臺(tai)3.5億元的(de)價格從德國(guo)采購了(le)兩臺(tai)盾構機(ji)。結果挖掘效率大大提(ti)升，隧(sui)道(dao)提(ti)前10個(ge)月貫通。

“洋盾構(gou)”有甜頭(tou)，但越(yue)往后問題越(yue)多。買的(de)(de)是舊機器，卻要(yao)按新(xin)設備付錢；機器維修保養時不(bu)許中方參加，還拉(la)警戒線；維修進(jin)度中方說了不(bu)算，完全(quan)取決于外方……“有次我們(men)要(yao)加工一(yi)個簡單的(de)(de)拖車(che)鋼結構(gou)件(jian)，發現外方圖紙有錯誤。因為不(bu)是設計方，只(zhi)好(hao)催他們(men)派(pai)人處理。但人家提出的(de)(de)條件(jian)是每(mei)天咨詢(xun)費1萬元，還要(yao)負責所有的(de)(de)差旅(lv)食宿。”中鐵裝(zhuang)備設計研究總院(yuan)院(yuan)長賀飛(fei)表示。

沒有核心技術就沒有話(hua)語權，就會永遠受制于人(ren)。從那時起，“造中國(guo)人(ren)自(zi)己的(de)盾構”便成為中國(guo)盾構人(ren)的(de)夢想。

時間進入(ru)21世紀(ji)。為打破西方技(ji)術(shu)壟(long)斷(duan)，2002年，“隧道(dao)掘進機(ji)關鍵技(ji)術(shu)研究”被列入(ru)“863計劃(hua)”，成(cheng)為國(guo)家(jia)級(ji)重點工程。由中鐵隧道(dao)集團18人組(zu)成(cheng)的(de)盾構機(ji)研發項目組(zu)也于(yu)當(dang)年10月成(cheng)立。

盾構(gou)機研發涵蓋機械、力學(xue)、液(ye)壓(ya)、電氣等數(shu)(shu)十(shi)個(ge)領域(yu)，精密(mi)零部件多(duo)達3萬多(duo)個(ge)，一個(ge)控(kong)制系統就有2000多(duo)個(ge)控(kong)制點。“項目組沒有技術指導，從零起(qi)步，硬(ying)是(shi)從設計圖紙干(gan)起(qi)。僅是(shi)弄清刀盤刀具問(wen)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)(shu)據，他們不斷(duan)前往施工現場(chang)求(qiu)證(zheng)，加班(ban)熬(ao)夜是(shi)家常便飯，通宵(xiao)也是(shi)常事。

就這(zhe)樣，啃了6年硬骨(gu)頭，在無數科(ke)研人員與專(zhuan)家學者的(de)共同努力下，2008年，中(zhong)國(guo)(guo)首臺(tai)具有自主知識產權的(de)復合式土壓平衡盾(dun)構——中(zhong)國(guo)(guo)中(zhong)鐵(tie)1號成功下線，后(hou)應用(yong)于(yu)天津(jin)地鐵(tie)項(xiang)目。至(zhi)此，“洋(yang)盾(dun)構”一統天下的(de)局面(mian)被打破(po)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”

雖然有(you)了國產(chan)盾(dun)構(gou)機，但(dan)面對國內(nei)10%的市(shi)場(chang)份額(e)，不少(shao)人心(xin)里打(da)鼓：國產(chan)盾(dun)構(gou)能行嗎？

2012年1月，成都(dou)地(di)鐵(tie)2號線(xian)、4號線(xian)開工(gong)建(jian)設(she)。當(dang)地(di)地(di)質復雜，漂(piao)石(shi)、砂卵石(shi)、涌水突出(chu)。在(zai)以往的地(di)鐵(tie)施(shi)工(gong)中(zhong)，所有盾(dun)構(gou)都(dou)是(shi)國外(wai)品牌(pai)。“這并不是(shi)說(shuo)進口設(she)備在(zai)施(shi)工(gong)過程中(zhong)不會出(chu)現問(wen)題，而(er)是(shi)在(zai)當(dang)時，人們(men)對我(wo)們(men)自(zi)己研發(fa)的盾(dun)構(gou)機還心(xin)存顧慮。”賀(he)飛說(shuo)。

歷(li)經3個(ge)多月的(de)交流與溝(gou)通，中鐵裝備團隊慢慢打消了(le)設(she)計、施工(gong)等單(dan)位(wei)的(de)疑慮，最終采(cai)用“1+1模式”，即國產(chan)盾(dun)構(gou)和進口盾(dun)構(gou)左右線同時(shi)始發。“這(zhe)其實就給(gei)了(le)我們一個(ge)同臺較量(liang)的(de)機會(hui)，當然要全(quan)力以赴(fu)！”此(ci)后，每名員工(gong)每天都緊張(zhang)忙碌著，他們明白(bai)，這(zhe)場(chang)較量(liang)不(bu)能輸(shu)。

10個月后，國產盾構的各項性能指標均(jun)優(you)于進口(kou)盾構，有力提振了中國盾構人(ren)的信(xin)心。

類(lei)似的較量還(huan)有很多。今年(nian)8月(yue)7日，中(zhong)國(guo)自(zi)主研制的15米(mi)級超(chao)大直徑泥水平衡盾構機克服孤石、基巖、8度(du)(du)地震烈度(du)(du)區等復雜施工條件，成功貫通汕(shan)頭海灣隧道(dao)。在與進口盾構東西線兩座隧道(dao)競技(ji)過(guo)程中(zhong)，國(guo)產盾構總掘進用時少了兩個月(yue)。

近年來，超大(da)斷面(mian)矩形(xing)盾(dun)構(gou)(gou)(gou)、世(shi)界首臺(tai)馬蹄形(xing)盾(dun)構(gou)(gou)(gou)、國內(nei)最大(da)直徑(jing)土(tu)壓平衡盾(dun)構(gou)(gou)(gou)、世(shi)界首臺(tai)聯絡通(tong)道專(zhuan)用盾(dun)構(gou)(gou)(gou)、世(shi)界最大(da)直徑(jing)硬(ying)巖(yan)掘(jue)進機等新產品不(bu)斷涌(yong)現(xian)。在與(yu)國外盾(dun)構(gou)(gou)(gou)競爭中，國產盾(dun)構(gou)(gou)(gou)在國內(nei)市場的占有率達90%以上(shang)，占全球(qiu)市場份額(e)2/3，并將同類產品價(jia)格(ge)拉低40%。

“工欲善其(qi)事，必先利其(qi)器”。盾(dun)構核心零部件關系重(zhong)大，易被卡脖(bo)子。主(zhu)軸(zhou)承(cheng)承(cheng)擔盾(dun)構機運轉過程的(de)主(zhu)要載荷，是刀盤驅(qu)動系統的(de)關鍵(jian)部件。但(dan)由于制(zhi)造(zao)工藝復雜、原材料性(xing)能要求高、設計(ji)理論不成熟等原因，中國盾(dun)構主(zhu)軸(zhou)承(cheng)長期(qi)依(yi)賴進(jin)口。

今年(nian)9月26日(ri)，在蘇州(zhou)軌(gui)道(dao)交通6號(hao)(hao)線(xian)10標(biao)項目(mu)現場，首(shou)臺采用國產3米級(ji)主軸承(cheng)盾構(gou)機“中(zhong)(zhong)鐵(tie)872號(hao)(hao)”順利始發，這(zhe)是中(zhong)(zhong)國主軸承(cheng)首(shou)次在軌(gui)道(dao)交通領域執行地下掘進任務。民族盾裝上“中(zhong)(zhong)國芯(xin)”，得益于(yu)盾構(gou)/TBM主軸承(cheng)減速機工業試驗平臺項目(mu)。

2015年7月(yue)，中鐵(tie)裝備聯合洛陽(yang)LYC軸(zhou)承有限公司和(he)鄭州機(ji)械研究所(suo)，成功申(shen)報工業轉型升級(ji)國(guo)(guo)(guo)家(jia)強基工程(cheng)。項目團隊與時間(jian)角力，和(he)困難較勁，終于(yu)突破主軸(zhou)承、減(jian)速(su)機(ji)設計制(zhi)造關(guan)鍵技術。今年5月(yue)，中鐵(tie)裝備對通過試驗(yan)檢測的(de)首批國(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)6米級(ji)盾構(gou)3米主軸(zhou)承、減(jian)速(su)機(ji)進(jin)行展示，標(biao)志著(zhu)中國(guo)(guo)(guo)盾構(gou)核心部件(jian)國(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)取得新(xin)的(de)重大突破，將(jiang)有效(xiao)降低(di)對關(guan)鍵部件(jian)進(jin)口的(de)依賴(lai)。

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(guo)盾構的(de)競爭力和影響力，就不(bu)能止步于國(guo)內搭臺(tai)比(bi)試(shi)。

馬(ma)來西(xi)亞，是中(zhong)鐵裝(zhuang)備邁出國(guo)門(men)第一站。2012年(nian)，馬(ma)來西(xi)亞正在推(tui)進(jin)MRT項(xiang)目(馬(ma)來西(xi)亞捷運線)。一期工程時，承(cheng)包該項(xiang)目的中(zhong)鐵國(guo)際集(ji)團馬(ma)來西(xi)亞公司主(zhu)動(dong)向馬(ma)方(fang)推(tui)薦中(zhong)鐵裝(zhuang)備生產的盾(dun)構(gou)機。

然而，馬方(fang)對中國盾構并(bing)不(bu)信任，直言不(bu)諱道：“你們(men)在(zai)中國做得(de)好(hao)，但在(zai)海(hai)外市場沒(mei)有經驗(yan)，我(wo)們(men)對你們(men)非常擔心。”即便如此(ci)，中方(fang)團隊仍不(bu)停(ting)地(di)往返于中馬兩(liang)國，向馬方(fang)介紹中國盾構的(de)發展歷程(cheng)，并(bing)邀請他(ta)們(men)來華實地(di)考察。

“中國盾(dun)構(gou)的發展(zhan)速度令人驚奇！”這(zhe)是代表團考察后(hou)發出的感慨。隨后(hou)，馬方決(jue)定購買兩(liang)臺(tai)中國盾(dun)構(gou)機(ji)，即“中鐵(tie)50號(hao)(hao)”“中鐵(tie)51號(hao)(hao)”。

施工中，“中鐵50號”曾(ceng)遇到一塊20多米長的(de)孤石，其硬度達(da)到300兆帕(pa)，遠(yuan)遠(yuan)超出地質報告所(suo)提的(de)砂巖、泥巖不(bu)到80兆帕(pa)，但它憑借可靠的(de)性(xing)能通過了(le)考驗。其兄弟“中鐵51號”表現也很突(tu)出，不(bu)僅(jin)先后穿越(yue)具(ju)有百年歷(li)史的(de)中央火車站等重要建筑物(wu)，將最大累(lei)計(ji)沉降量控制在3毫米內，還創(chuang)造了(le)最高日掘進(jin)21米的(de)當地盾構(gou)施工新紀錄。

馬來(lai)西亞(ya)項目的成功，為中鐵裝備走向世界(jie)、迎接更大挑戰打下堅實(shi)基礎。

2015年(nian)，黎巴嫩政府實施大(da)貝魯特供水項目，以解決(jue)當地民眾(zhong)飲(yin)水難(nan)題。與之前大(da)體型(xing)的(de)盾構機不同，此次工(gong)程(cheng)要求的(de)TBM直(zhi)徑僅(jin)為3.53米。

2016年1月(yue)，中鐵(tie)裝備自(zi)主研制的(de)兩臺(tai)世界最小直徑硬(ying)巖掘進(jin)機(ji)下線。這是黎方首次(ci)使用全自(zi)動(dong)TBM施工，他(ta)們還專門為兩臺(tai)機(ji)器命名：“麗雅(ya)”“雅(ya)斯(si)米納”，代表慷慨、正直、開放和勇敢、果斷(duan)、活力(li)。

“我們再也不(bu)用購買(mai)桶裝水(shui)喝了！”2018年(nian)3月2日，隨著工程2號隧洞(dong)最后一片巖塊轟然碎地，在場的當地民眾一片歡呼。2019年(nian)，整個引水(shui)隧洞(dong)項目投(tou)入(ru)使用，基本解決貝魯特(te)用水(shui)問題，約160萬(wan)人從中受(shou)益。

準確滿足各(ge)國客戶需求(qiu)，是更好走出去的(de)關鍵。2019年8月，兩臺由中鐵(tie)裝(zhuang)備(bei)研發制造的(de)盾(dun)構機出口丹麥，應用于哥本哈根CRSH1地鐵(tie)項目(mu)，實現中國盾(dun)構首次進(jin)入北(bei)歐。

在歐洲，丹麥被公認為(wei)標準高、制度嚴(yan)，該項目(mu)由兩家世界(jie)頂級土建承包(bao)商(shang)承包(bao)。“他們(men)有非常豐富的(de)施工經驗，對(dui)于安全高效施工，有著自(zi)己的(de)理解，所以(yi)對(dui)盾構(gou)機的(de)設計(ji)方(fang)案也有很多細節要(yao)求。”中鐵裝備副總經理張志國談到，我們(men)堅持(chi)以(yi)客戶關注(zhu)為(wei)焦(jiao)點(dian)，定制化打造盾構(gou)機，往往更容易受(shou)到海(hai)外市(shi)場青睞(lai)。

目(mu)前，中鐵裝備的(de)盾(dun)構(gou)機已出口(kou)至全(quan)球21個(ge)(ge)國(guo)家和(he)地(di)區，連續3年產銷量(liang)世界第一。“中國(guo)盾(dun)構(gou)已實(shi)現從‘跟跑’向‘并跑’和(he)部分‘領跑’的(de)轉變，未來要在智(zhi)能化(hua)上(shang)更(geng)進一步，讓整個(ge)(ge)隧道實(shi)現自動化(hua)建造，這(zhe)是我們努力的(de)方(fang)向。”賀飛表(biao)示。

【責任編輯：趙藝涵】