從7億買設(shè)備到全球市占率第一！

“中國(guó)盾”如何打通地下空間的“中國(guó)路”？

在云南高黎貢山隧道的施工現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)橙、黃、藍(lán)、綠、紫五色孔雀圖案點(diǎn)綴的“鋼鐵巨獸”正穩(wěn)步掘進(jìn)——這是我國(guó)自主研發(fā)的“彩云號(hào)”硬巖掘進(jìn)機(jī)。它進(jìn)場(chǎng)僅2個(gè)月，就創(chuàng)下日最高掘進(jìn)38.23米的紀(jì)錄，從未停機(jī)；而同期施工的國(guó)外老牌設(shè)備“羅賓斯”，不僅兩次“卡殼”，累計(jì)掘進(jìn)量還不足千米。

這一幕鮮明的對(duì)比，藏著中國(guó)盾構(gòu)機(jī)從“受制于人”到“全球領(lǐng)跑”的逆襲故事。翻開(kāi)我國(guó)裝備制造的發(fā)展史，盾構(gòu)機(jī)的突圍，是科技自立自強(qiáng)的重要體現(xiàn)。

△ 在“彩云號(hào)”巨大的刀盤上，一只以橙、黃、藍(lán)、綠、紫五色繪出的巨幅孔雀展翅欲飛

起點(diǎn)：7億引進(jìn)的“技術(shù)壁壘”，我們連維修都沒(méi)資格看

時(shí)間回到1996年，西康鐵路秦嶺隧道建設(shè)正陷入困境。這條全長(zhǎng)18.46千米、最大埋深1.6千米的隧道，堪稱“地質(zhì)博物館”，斷層、涌水、巖爆等難題層出不窮。為了保障安全、縮短工期，我國(guó)不得不花費(fèi)7億多元，從德國(guó)維爾特公司引進(jìn)2臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)。

可“花錢買不來(lái)核心技術(shù)”的道理，在那時(shí)被體現(xiàn)得淋漓盡致。按照約定，德方人員先操作設(shè)備掘進(jìn)400米，之后才交由中方接手；一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，德方維修人員會(huì)找各種理由支開(kāi)中方人員，短短幾分鐘就能解決問(wèn)題，卻對(duì)關(guān)鍵技術(shù)守口如瓶。

“看著他們把故障解決，我們卻連設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)都摸不清。”

當(dāng)時(shí)的工程人員回憶，這種“看得見(jiàn)卻學(xué)不會(huì)”的無(wú)力感，成了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的心病。彼時(shí)，全球盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)被德、日等國(guó)少數(shù)企業(yè)壟斷，中國(guó)要想在地下空間開(kāi)發(fā)中掌握主動(dòng)權(quán)，必須打破這層“技術(shù)鐵壁”。

大家心里都憋著一股勁：

“一定要造出中國(guó)自己的盾構(gòu)機(jī)！”

2002年起，科技部將盾構(gòu)機(jī)研發(fā)列入“863計(jì)劃”，持續(xù)的政策與資金支持，讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)如虎添翼。2007年，團(tuán)隊(duì)攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)模擬檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)；2008年4月，我國(guó)首臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“中鐵一號(hào)”成功下線，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)復(fù)合盾構(gòu)機(jī)制造領(lǐng)域的空白，打破了國(guó)外設(shè)備“一統(tǒng)天下”的局面。

當(dāng)“中鐵一號(hào)”2009年在天津成功始發(fā)時(shí)，研發(fā)人員激動(dòng)地拍下照片——這張照片里，不僅有“鋼鐵巨無(wú)霸”的身影，更有中國(guó)裝備制造“零的突破”的驕傲。

△ 我國(guó)首臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“中鐵一號(hào)”下線

逆襲：從“不敢用”到“離不開(kāi)”，國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)用實(shí)力說(shuō)話

“國(guó)產(chǎn)設(shè)備能靠譜嗎？”“萬(wàn)一出故障耽誤工期怎么辦？”“中鐵一號(hào)”問(wèn)世初期，不少業(yè)主和施工單位仍有顧慮。直到一個(gè)個(gè)項(xiàng)目的“實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)”，才讓國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)徹底站穩(wěn)腳跟。

1

2013年，鄭州市計(jì)劃修建一條地下人行隧道，傳統(tǒng)“開(kāi)膛破肚”的施工方式會(huì)嚴(yán)重影響地面交通。國(guó)外企業(yè)斷言：“要研發(fā)超大斷面矩形盾構(gòu)機(jī)，根本不可能！”我國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)迎難而上，突破矩形斷面低擾動(dòng)多刀盤協(xié)同開(kāi)挖等多項(xiàng)國(guó)際難題，最終研制出長(zhǎng)10.12米、高7.27米的超大斷面矩形盾構(gòu)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了城市施工“零開(kāi)挖”，讓世界看到中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的創(chuàng)新實(shí)力。

2

2017年，“彩云號(hào)”硬巖掘進(jìn)機(jī)在高黎貢山隧道的表現(xiàn)，更是讓國(guó)產(chǎn)設(shè)備“圈粉”無(wú)數(shù)。高黎貢山隧道全長(zhǎng)34.5千米，穿越19條斷層，地質(zhì)條件復(fù)雜程度堪稱“世界之最”�！安试铺�(hào)”不僅適應(yīng)性遠(yuǎn)超國(guó)外設(shè)備，還以日掘進(jìn)38.23米的速度，改寫(xiě)了中國(guó)鐵路長(zhǎng)大隧道依賴進(jìn)口設(shè)備的歷史。

此后，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)開(kāi)啟“開(kāi)掛”模式：

1

2017年，“中鐵297號(hào)”下穿北京機(jī)場(chǎng)快軌，最大沉降不到1毫米，創(chuàng)造精準(zhǔn)施工紀(jì)錄；

△ 超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“中鐵 297 號(hào)”

2

2018年，國(guó)內(nèi)最大直徑15.8米泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“春風(fēng)號(hào)”下線，標(biāo)志著我國(guó)大直徑盾構(gòu)機(jī)技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平；

△ 國(guó)內(nèi)最大直徑 15.8 米泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“春風(fēng)號(hào)”

3

截至2022年，我國(guó)盾構(gòu)機(jī)已能生產(chǎn)厚度0.015毫米到0.5毫米、寬幅3毫米到650毫米的全系列產(chǎn)品，覆蓋從地鐵到高鐵、從公路到水利的全場(chǎng)景需求。

出海：從“引進(jìn)來(lái)”到“走出去”，中國(guó)盾守護(hù)全球地下空間

1

2012年6月，“中鐵號(hào)”盾構(gòu)機(jī)中標(biāo)馬來(lái)西亞吉隆坡地鐵項(xiàng)目，這是我國(guó)盾構(gòu)裝備首次出口海外。當(dāng)設(shè)備在吉隆坡順利掘進(jìn)時(shí)，國(guó)外同行才驚覺(jué)：中國(guó)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)具備全球競(jìng)爭(zhēng)力；

2

2013年，中鐵裝備成功收購(gòu)德國(guó)維爾特硬巖掘進(jìn)機(jī)及豎井鉆機(jī)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、品牌使用權(quán)——這個(gè)曾經(jīng)讓中國(guó)工程隊(duì)“仰望”的品牌，如今與中國(guó)品牌強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合；

3

2016年，世界最小直徑3.53米硬巖掘進(jìn)機(jī)出口黎巴嫩，在供水隧道項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)日進(jìn)尺48米，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平；

△ 世界最小直徑 3.53 米雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)

4

2019年，我國(guó)出口意大利的10.03米土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下線，成為高端隧道裝備首次進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的標(biāo)志。

△ 出口意大利的大直徑 10.03 米土壓平衡盾構(gòu)機(jī)

如今，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)已出口187個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在“一帶一路”沿線35個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)出口占有率第一，移動(dòng)式起重機(jī)、水平定向鉆市場(chǎng)占有率穩(wěn)居全球第一。從迪拜深雨水隧洞到阿爾及利亞地鐵，從丹麥排水工程到波蘭超大直徑隧道，“中國(guó)盾”正以過(guò)硬的質(zhì)量和技術(shù)，為全球地下空間開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

結(jié)語(yǔ)

從秦嶺隧道的“7億引進(jìn)”，到高黎貢山的“全球領(lǐng)先”；從0.4米高的設(shè)備里“摳”技術(shù)，到187個(gè)國(guó)家的地下空間“留足跡”，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的逆襲，不僅是一部裝備制造的創(chuàng)新史，更是中國(guó)科技自立自強(qiáng)的生動(dòng)寫(xiě)照。

當(dāng)“中國(guó)盾”繼續(xù)向更深、更復(fù)雜的地下空間進(jìn)軍，我們有理由相信，更多“從跟跑到領(lǐng)跑”的故事，還在后面。

△ 全球最大直徑 15.08 米硬巖掘進(jìn)機(jī)“高加索號(hào)”投入使用

內(nèi)容參考圖書(shū)《走向科技自立自強(qiáng)》

出版：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社

責(zé)任編輯：鄭洪煒 宗泳杉

出版時(shí)間：2023.11

大美科學(xué)