文章來源：光明日報 發布時間：2021-05-27
隧道掘進機，又稱盾構機（簡稱盾構），因其主要用于地下施工，又被形象地稱為“穿山甲”，其技術水平是衡量一個國家地下施工裝備制造水平的重要標志，在某種程度上代表一國基建實力，是大國建設必不可少的核心裝備。
作為“入地”利器，盾構機從自力更生、自主研發，到突破關鍵技術、讓國產盾構裝上“中國芯”，再到走出國門、成為亮眼的“中國名片”，中鐵工程裝備集團有限公司（以下簡稱中鐵裝備）國產超大直徑盾構機研發團隊艱苦攻關13載春秋，見證了國產盾構機從無到有、從有到優、從優到強的成長歷程。
“大國當有重器，器重方能國強。”中鐵裝備副總經理王杜娟說，“我們既在創新，也在‘闖新’。創新是技術與思想的合成，是大膽破舊。‘闖新’是勇氣與實力的合成，是敢于挑戰。”
從“0到1”，打破國外技術壟斷
盡管已過去13年，王杜娟仍清楚地記得那個激動人心的時刻——2008年4月26日，中國首臺具有自主知識產權的復合式盾構機“中國中鐵1號”下線，打破了國外技術壟斷，標志著中國盾構機產業化邁出萬里長征第一步。
“為了那一刻，我們拼了7年！”王杜娟難掩激動，感慨萬分。
盾構機的工作原理是在隧道中用頂端刀盤將石塊、土層切削，再用螺旋機將泥土抽出至皮帶上運出，最后組裝事先制作好的管片，用以支撐隧道，防止坍塌。在此基礎上再進行鋪軌電纜、通信等設施，最后就成了地鐵、鐵道。
說起來好像很簡單，但是在之前很長一段時間內，因為技術水平不過關，我國隧道挖掘都只能依賴從國外進口盾構機。
“我們在購買時沒有議價權，一臺機器3億元，但沒有辦法，為了提高掘進效率，我們還必須采購。”王杜娟坦言，后續的檢修維護也是一道難以逾越的“坎兒”。
“關鍵核心技術要不來、買不來、討不來。”王杜娟感觸頗深，只有把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能真正自立自強。
2002年10月，原中國鐵路工程總公司開始組建科研團隊——盾構機研發項目組。在沒有設計規范、設計程序，也沒有設計經驗的條件下，團隊毅然踏上了自主研發盾構機的艱辛征程。
鑄造大國重器，必須要有突破核心技術的信心。即便再難，當時仍有許多工程師主動報名，在他們眼中，這是一份責任與使命。時年24歲的王杜娟，成為項目組18位成員之一。
回憶起當初的情景，王杜娟微笑中帶著苦澀：“沒有技術，沒有指導，幾乎是從零開始，一路上摸爬滾打，常常是剛從一個坑爬出來又掉進另一個坑。”
沒有人能說清其中到底經歷了多少失敗。如果問大家有啥想法，每位科研人員心里只憋著一股子勁兒：再苦再累，也得造出中國人自己的盾構機！
“造中國人自己的盾構，造中國最好的盾構，造世界最好的盾構。”今天，在中鐵裝備盾構車間的醒目標語，是中鐵裝備盾構機創新之路最真實的寫照。
從“追趕”到“領跑”，勇闖科技“無人區”
“自主創新，往往意味著要走前人沒有走過的路。”中鐵裝備總經理趙華說。
在盾構機家族，人們一般把用于地鐵施工的叫盾構機，山嶺隧道的叫隧道掘進機，海底的叫泥水盾構機。不同型號的盾構機，其掘進、出渣等都有所不同，特別是其刀具更不一樣。
“就好比不能用切肉的刀去劈柴，同樣，也不能用劈柴的刀去切肉，地層結構不一樣，就要用不一樣的刀具。”中鐵裝備原董事長李建斌說。
2010年，李建斌帶領團隊根據重慶的泥巖地質情況，提出“硬巖盾構”的全新理念：配置個性化渣土改良系統，防止泥巖掘進過程中泥餅的產生；針對硬巖掘進中產生的高溫現象，設計配置噴水降溫系統；針對敞開式掘進情況下螺旋輸送機的排渣情況，對螺旋輸送機結構采取特殊設計，有效保證出碴效率……
“量身定做，非常實用！”李建斌說，最終驗收順利通過。
成都平原，沃土之下，砂石遍布，是地下隧道施工中難度最大的地區之一。2012年以前，在四川成都施工的都是國外品牌的盾構機。
王杜娟偏不服氣，她認為國產盾構機一樣可以。為此，她和她的團隊對成都地鐵施工條件進行了深入的專業分析和數據調研，并根據成都無水砂卵石的地質條件，在刀盤中心加了高壓噴水槍，徹底解決了堵倉的問題。最終國產盾構機在掘進速度、穩定性、實用性，以及材料的消耗、故障率等方面，不僅比國外產品出色，還提前一個月完成了任務。
“解決‘卡脖子’技術問題，人才的培養與建設非常重要。”王杜娟表示，只要沉下心來，抱著堅定的信念，實現從“追趕”到“并跑”甚至“領跑”，并非沒有可能。
“把核心技術牢牢掌握在自己手中。”如今，中鐵裝備已有16項技術國際領先，19項技術國際先進，隧道掘進機也首創了多個“世界第一”。
從國內到國外，創新是制勝法寶
2013年，中鐵裝備自主研制的當時世界最大矩形盾構機，成功應用于河南鄭州中州大道下穿工程。這臺中國“穿山甲”的一舉一動，吸引著世界目光。
當時，新加坡湯申地鐵出入口項目正在全世界尋找合適的工法和裝備進行施工。因為其埋深只有3米，覆土淺，施工難度極大，多個廠商投標競技，均未達標。最終，在經過投資方實地考察后，中鐵裝備的中國“穿山甲”順利中標。
“必須掌握核心技術，同時不斷創新，企業才能擁有未來。”王杜娟表示。
經過十多年的探索與開發，國產盾構機這一大國重器走出國門，把中國技術帶到全球。
2013年1月，中鐵裝備為馬來西亞設計制造的中鐵50號盾構機下線，應用于吉隆坡地鐵項目；2016年，中鐵裝備向新加坡提供10余臺盾構機，用于其地鐵項目建設；2019年12月，中鐵裝備向法國出口兩臺盾構機，助力“大巴黎地鐵”項目建設，成功進入歐洲市場。
如今，國產盾構機成為中國高端智能制造裝備“走出去”的又一張“金名片”。是什么推動中鐵裝備一步步實現從中國走向世界？是創新！
“唯有創新是立于不敗之地的關鍵。”趙華說，梯級研發人員隊伍是持續創新的核心，理念創新是指引創新方向的關鍵，體制機制創新是全面創新的先決條件。
【責任編輯：家正】
