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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(zheng)州(zhou)的(de)中國中鐵工程裝備(bei)集團(tuan)有限公司(si)(以下(xia)簡稱“中鐵裝備(bei)”)盾(dun)構(gou)(gou)總裝車間，一(yi)臺(tai)直徑(jing)8.64米的(de)土壓平衡盾(dun)構(gou)(gou)機正(zheng)式(shi)下(xia)線(xian)，這(zhe)是(shi)中國中鐵自主研制(zhi)的(de)第1000臺(tai)盾(dun)構(gou)(gou)機。這(zhe)一(yi)天(tian)，車間標語“造中國人自己的(de)盾(dun)構(gou)(gou)，造中國最好的(de)盾(dun)構(gou)(gou)，造世界(jie)最好的(de)盾(dun)構(gou)(gou)”顯得格外醒(xing)目。

“上(shang)天(tian)有(you)神舟，下海有(you)蛟(jiao)龍(long)，入(ru)地有(you)盾(dun)構(gou)(gou)”。作為“入(ru)地”利(li)器(qi)，盾(dun)構(gou)(gou)機在某種程度上(shang)代(dai)表(biao)(biao)一(yi)國(guo)基建(jian)實(shi)力，是大國(guo)建(jian)設(she)必不可(ke)少的(de)核心裝備。從自(zi)力更生、自(zi)主研發(fa)，到(dao)走出國(guo)門(men)、成為亮眼(yan)的(de)中國(guo)名片，再到(dao)突破關鍵技術、讓(rang)民族盾(dun)裝上(shang)“中國(guo)芯”，中國(guo)盾(dun)構(gou)(gou)人一(yi)路走來，著實(shi)不易(yi)。12載春秋，中鐵(tie)1號到(dao)1000號，見(jian)證了以中鐵(tie)裝備為代(dai)表(biao)(biao)的(de)中國(guo)企業(ye)艱苦攻關的(de)奮斗史，更見(jian)證了國(guo)產盾(dun)構(gou)(gou)從無到(dao)有(you)、從有(you)到(dao)優、從優到(dao)強的(de)逆襲(xi)歷程。

歷史和實踐證明，技術(shu)(shu)封鎖、產品壟斷，只會(hui)讓我們更強大。只有掌握(wo)核心技術(shu)(shu)和關(guan)鍵零部件，才不會(hui)受(shou)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，法(fa)國工程師布魯(lu)諾(nuo)爾從一種(zhong)名叫(jiao)“鑿船貝”的軟(ruan)體動物身上(shang)獲得靈(ling)感(gan)，提出盾(dun)構掘(jue)進隧(sui)道(dao)(dao)原(yuan)理，發明了“開放型手掘(jue)盾(dun)構”，并(bing)應(ying)用于世界上(shang)第一條水(shui)底(di)隧(sui)道(dao)(dao)——泰晤士河水(shui)底(di)隧(sui)道(dao)(dao)，成為人類歷(li)史上(shang)隧(sui)道(dao)(dao)施工的一大技術突破。

隨(sui)著工業化水(shui)平的(de)(de)不斷提(ti)高，機械(xie)力逐漸(jian)取(qu)代(dai)人力開挖。作為最先進的(de)(de)隧道挖掘機械(xie)工具(ju)，盾構機憑(ping)借快(kuai)速(su)、方(fang)便、安(an)全的(de)(de)優勢廣(guang)泛應用于鐵路、公路、地鐵、市政、水(shui)電等多種隧道工程中，被譽為“工程機械(xie)之王(wang)”。盾構技術也成為衡量一個國家裝備制造業水(shui)平的(de)(de)重要標志(zhi)。

就在歐美日(ri)大力(li)推動盾構技(ji)術升(sheng)級的(de)20世紀后半(ban)葉，基于大量(liang)基礎設(she)施建設(she)而對盾構機(ji)有巨大需求(qiu)的(de)中國，卻沒有一臺(tai)真正屬于自己的(de)盾構。

六七十年代(dai)，北京、上(shang)(shang)海等地的研究(jiu)機構，曾(ceng)在盾構機研發(fa)上(shang)(shang)取得一定(ding)突破。但受當時(shi)技術、經濟等各方(fang)面條件制約，發(fa)展(zhan)一直(zhi)較為緩(huan)慢。

1996年12月(yue)18日，西(xi)安(an)至安(an)康(kang)(kang)的(de)西(xi)康(kang)(kang)鐵(tie)路(lu)開(kai)始修建，其中經過全(quan)長18.46公里的(de)秦嶺隧道。為了保障安(an)全(quan)、縮短(duan)工期，國(guo)家以每臺3.5億元的(de)價格(ge)從德國(guo)采購了兩臺盾構機。結果挖掘效率大大提升，隧道提前10個月(yue)貫通。

“洋盾(dun)構”有(you)甜(tian)頭(tou)，但越(yue)往后問題越(yue)多。買的(de)(de)是舊(jiu)機器(qi)，卻要(yao)按(an)新設(she)備付錢；機器(qi)維修保(bao)養時不許(xu)中方參加，還拉警(jing)戒線；維修進度(du)中方說了不算，完(wan)全取決于外方……“有(you)次我們要(yao)加工一(yi)個簡單的(de)(de)拖車鋼結構件(jian)，發現外方圖(tu)紙有(you)錯誤。因為不是設(she)計方，只好催他(ta)們派人處(chu)理。但人家(jia)提出的(de)(de)條件(jian)是每(mei)天咨詢費1萬(wan)元(yuan)，還要(yao)負(fu)責所有(you)的(de)(de)差旅食宿。”中鐵裝備設(she)計研究(jiu)總院(yuan)院(yuan)長賀(he)飛表(biao)示。

沒(mei)有核心(xin)技術就(jiu)沒(mei)有話(hua)語權，就(jiu)會(hui)永遠受制于(yu)人(ren)。從那(nei)時起(qi)，“造中國人(ren)自己的(de)(de)盾構”便成(cheng)為中國盾構人(ren)的(de)(de)夢想。

時間進入21世(shi)紀。為(wei)打破西(xi)方技術壟斷，2002年(nian)，“隧(sui)道掘進機(ji)(ji)關鍵技術研究”被列入“863計劃(hua)”，成為(wei)國家級重點工程。由中鐵隧(sui)道集團(tuan)18人(ren)組成的(de)盾(dun)構機(ji)(ji)研發項目組也于當(dang)年(nian)10月成立(li)。

盾構機(ji)研發涵蓋機(ji)械、力(li)學(xue)、液壓、電(dian)氣等數十個(ge)領(ling)域，精密零(ling)部件多(duo)(duo)達(da)3萬多(duo)(duo)個(ge)，一(yi)個(ge)控(kong)制系統就(jiu)有2000多(duo)(duo)個(ge)控(kong)制點。“項目組沒有技(ji)術指導，從零(ling)起(qi)步，硬是(shi)從設計(ji)圖紙干起(qi)。僅是(shi)弄(nong)清(qing)刀盤刀具(ju)問題，我國(guo)就(jiu)花了近5年(nian)時間。”賀(he)飛說，為了印證(zheng)數據，他們不(bu)斷前往施工現場求證(zheng)，加(jia)班熬夜是(shi)家常便(bian)飯，通宵(xiao)也是(shi)常事(shi)。

就(jiu)這樣，啃(ken)了6年(nian)(nian)硬(ying)骨頭，在無數(shu)科研(yan)人員與專(zhuan)家學者的(de)共(gong)同(tong)努力下，2008年(nian)(nian)，中(zhong)國首臺具(ju)有自主知識產權的(de)復合式土壓平衡盾(dun)構——中(zhong)國中(zhong)鐵(tie)1號成功下線，后應用于天津地鐵(tie)項目。至此，“洋盾(dun)構”一統天下的(de)局面(mian)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”

雖然有了國(guo)產(chan)盾構機，但(dan)面(mian)對(dui)國(guo)內(nei)10%的(de)市場(chang)份(fen)額，不(bu)少人心里打鼓：國(guo)產(chan)盾構能行(xing)嗎？

2012年1月，成都地鐵(tie)(tie)2號線(xian)、4號線(xian)開工建設。當(dang)地地質(zhi)復雜，漂石(shi)、砂卵(luan)石(shi)、涌(yong)水突(tu)出。在(zai)以往(wang)的(de)(de)地鐵(tie)(tie)施工中，所(suo)有(you)盾構都是國外(wai)品牌。“這(zhe)并不(bu)是說進口設備在(zai)施工過程中不(bu)會出現問題，而是在(zai)當(dang)時，人們對(dui)我們自(zi)己研發的(de)(de)盾構機還(huan)心(xin)存顧(gu)慮。”賀飛說。

歷經(jing)3個(ge)多月的交流與溝(gou)通，中鐵裝(zhuang)備團隊(dui)慢慢打消了設計(ji)、施工等單位的疑慮，最終(zhong)采用“1+1模(mo)式”，即(ji)國產(chan)盾(dun)構和(he)進口(kou)盾(dun)構左右線同(tong)時始(shi)發。“這其實就(jiu)給(gei)了我(wo)們一個(ge)同(tong)臺(tai)較(jiao)量(liang)的機會，當然要全力(li)以赴！”此后，每(mei)名員工每(mei)天都緊(jin)張忙(mang)碌(liu)著(zhu)，他(ta)們明白，這場較(jiao)量(liang)不能輸。

10個(ge)月(yue)后，國產盾(dun)構(gou)的(de)各項性能(neng)指標均(jun)優于進口(kou)盾(dun)構(gou)，有力提(ti)振了中國盾(dun)構(gou)人(ren)的(de)信心(xin)。

類似的(de)較(jiao)量還有很多。今年8月(yue)7日，中(zhong)國自主研制的(de)15米級超大直(zhi)徑泥水平衡盾(dun)構機克服孤石、基巖、8度地震烈(lie)度區等復(fu)雜施工條件，成功貫(guan)通汕(shan)頭海(hai)灣隧道。在(zai)與進口盾(dun)構東西(xi)線兩座隧道競技過程中(zhong)，國產盾(dun)構總掘進用時少(shao)了兩個月(yue)。

近年來，超大斷(duan)面(mian)矩形(xing)盾構、世(shi)(shi)界(jie)首臺馬蹄形(xing)盾構、國(guo)(guo)內最(zui)大直徑(jing)土壓平衡盾構、世(shi)(shi)界(jie)首臺聯絡(luo)通道專(zhuan)用盾構、世(shi)(shi)界(jie)最(zui)大直徑(jing)硬巖掘進機等新產(chan)品不斷(duan)涌現。在(zai)與(yu)國(guo)(guo)外盾構競(jing)爭(zheng)中，國(guo)(guo)產(chan)盾構在(zai)國(guo)(guo)內市場的占有率達90%以上，占全球市場份額2/3，并將(jiang)同類產(chan)品價格拉低(di)40%。

“工欲善其事，必先利(li)其器”。盾(dun)構(gou)(gou)核心零部(bu)件關系重大，易被卡脖子。主(zhu)軸承(cheng)承(cheng)擔盾(dun)構(gou)(gou)機運(yun)轉過程的主(zhu)要載荷，是刀(dao)盤驅(qu)動系統(tong)的關鍵部(bu)件。但由于制造工藝復雜、原(yuan)材料(liao)性能要求高、設計理論(lun)不成熟等(deng)原(yuan)因(yin)，中國盾(dun)構(gou)(gou)主(zhu)軸承(cheng)長期(qi)依(yi)賴進口。

今年(nian)9月26日，在蘇州軌道交(jiao)通(tong)6號(hao)線10標項目(mu)現場，首(shou)臺采用國產3米級主(zhu)軸(zhou)承(cheng)盾構(gou)機“中(zhong)(zhong)鐵872號(hao)”順利始發，這是中(zhong)(zhong)國主(zhu)軸(zhou)承(cheng)首(shou)次在軌道交(jiao)通(tong)領域執行地下(xia)掘(jue)進任務。民族盾裝上“中(zhong)(zhong)國芯(xin)”，得益(yi)于盾構(gou)/TBM主(zhu)軸(zhou)承(cheng)減速機工業試驗(yan)平臺項目(mu)。

2015年7月(yue)，中鐵裝備聯合洛陽(yang)LYC軸(zhou)承(cheng)有限(xian)公司和(he)(he)鄭州(zhou)機(ji)械研究所，成功申報工(gong)業轉(zhuan)型升級(ji)國(guo)(guo)家(jia)強(qiang)基工(gong)程。項目團隊與時間角力，和(he)(he)困(kun)難較(jiao)勁(jing)，終于突破(po)主(zhu)軸(zhou)承(cheng)、減(jian)速(su)機(ji)設計制造關鍵技(ji)術。今(jin)年5月(yue)，中鐵裝備對(dui)通過試驗(yan)檢(jian)測的(de)(de)首批國(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)6米級(ji)盾構(gou)3米主(zhu)軸(zhou)承(cheng)、減(jian)速(su)機(ji)進行展示，標志著中國(guo)(guo)盾構(gou)核心部件(jian)(jian)國(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)取得新的(de)(de)重(zhong)大突破(po)，將(jiang)有效(xiao)降低對(dui)關鍵部件(jian)(jian)進口的(de)(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)斷提升(sheng)中國盾構(gou)的競(jing)爭(zheng)力和(he)影響力，就不(bu)能止步于國內搭(da)臺比(bi)試(shi)。

馬(ma)來西亞(ya)，是中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備邁出國門第(di)一站。2012年，馬(ma)來西亞(ya)正在推(tui)(tui)進MRT項(xiang)目(馬(ma)來西亞(ya)捷運線)。一期(qi)工(gong)程時，承包該項(xiang)目的(de)中(zhong)鐵(tie)(tie)國際集團(tuan)馬(ma)來西亞(ya)公司主動(dong)向馬(ma)方推(tui)(tui)薦中(zhong)鐵(tie)(tie)裝備生產(chan)的(de)盾構機。

然(ran)而，馬方(fang)對中國(guo)盾構并不信任，直言不諱(hui)道：“你們在中國(guo)做得好，但在海(hai)外市場沒(mei)有經驗(yan)，我們對你們非常(chang)擔心。”即便如此(ci)，中方(fang)團(tuan)隊仍不停地(di)(di)往返于(yu)中馬兩國(guo)，向馬方(fang)介紹中國(guo)盾構的發展歷程，并邀請他(ta)們來華實地(di)(di)考察。

“中(zhong)國盾(dun)構的發(fa)展(zhan)速度令人(ren)驚奇！”這是代表團考察后發(fa)出(chu)的感(gan)慨。隨后，馬方決定購買(mai)兩(liang)臺中(zhong)國盾(dun)構機，即“中(zhong)鐵(tie)50號”“中(zhong)鐵(tie)51號”。

施工中，“中鐵(tie)50號(hao)(hao)”曾遇(yu)到一塊20多米(mi)長的孤石，其(qi)硬度達到300兆(zhao)帕，遠遠超出(chu)地(di)質(zhi)報告所提的砂巖、泥巖不到80兆(zhao)帕，但它憑借(jie)可(ke)靠的性能通過了考驗。其(qi)兄弟“中鐵(tie)51號(hao)(hao)”表現(xian)也很突出(chu)，不僅(jin)先后穿(chuan)越(yue)具(ju)有百(bai)年(nian)歷史(shi)的中央火車站等重(zhong)要建筑物，將最大累(lei)計(ji)沉(chen)降量控制在(zai)3毫(hao)米(mi)內，還創造了最高(gao)日掘進21米(mi)的當地(di)盾構(gou)施工新紀錄。

馬來西亞(ya)項目的(de)成(cheng)功，為中鐵裝(zhuang)備走向世界(jie)、迎(ying)接更大挑戰打下堅實基礎。

2015年，黎巴嫩政府(fu)實施大(da)貝魯特(te)供水(shui)項目，以解決當地(di)民眾飲水(shui)難(nan)題。與之前大(da)體型的盾構機(ji)不同，此次工程要求的TBM直徑僅為(wei)3.53米。

2016年1月，中鐵裝備(bei)自主研(yan)制的(de)兩(liang)臺世界最小直徑硬巖掘進機下線(xian)。這(zhe)是(shi)黎方首次使用全自動TBM施工，他們還(huan)專門為兩(liang)臺機器命名(ming)：“麗(li)雅”“雅斯米納(na)”，代表慷慨、正直、開放和勇敢、果斷、活力。

“我(wo)們(men)再也不用(yong)購買桶裝水(shui)喝了！”2018年3月2日，隨著(zhu)工程2號隧洞(dong)最后(hou)一(yi)片巖塊轟然(ran)碎地(di)，在場(chang)的當(dang)地(di)民眾(zhong)一(yi)片歡(huan)呼。2019年，整個引水(shui)隧洞(dong)項目投入使用(yong)，基本解決貝魯特用(yong)水(shui)問(wen)題，約160萬人從中受益。

準確滿(man)足各國(guo)(guo)客戶需求，是更好走出去的關鍵。2019年8月，兩臺由中(zhong)(zhong)鐵(tie)裝備研(yan)發(fa)制造的盾(dun)構機出口(kou)丹麥，應用于哥本哈根CRSH1地鐵(tie)項目，實現中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)盾(dun)構首次進入北(bei)歐。

在歐(ou)洲，丹(dan)麥被公認(ren)為(wei)標準高、制度嚴(yan)，該項目(mu)由兩家世界頂級土(tu)建承(cheng)包商承(cheng)包。“他們(men)有非常豐富的(de)施工(gong)經(jing)(jing)驗，對于安全高效施工(gong)，有著自己的(de)理解，所以對盾構(gou)機的(de)設(she)計方(fang)案也(ye)有很多細(xi)節要求。”中(zhong)鐵裝備副總經(jing)(jing)理張志(zhi)國談(tan)到，我們(men)堅(jian)持(chi)以客戶關注為(wei)焦點，定制化打造盾構(gou)機，往往更(geng)容易受到海外市場青睞。

目前，中鐵裝備的盾構機已出口至(zhi)全球21個國家和地(di)區，連續3年(nian)產銷量世界(jie)第一。“中國盾構已實(shi)現從(cong)‘跟跑(pao)’向‘并跑(pao)’和部(bu)分‘領跑(pao)’的轉變(bian)，未來要在智能化上更進一步，讓整個隧道實(shi)現自動化建造，這是(shi)我們努力(li)的方向。”賀(he)飛表示(shi)。

【責任編輯：趙藝涵(han)】