從7億買設(shè)備到全球市占率第一！

“中國盾”如何打通地下空間的“中國路”？

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

這一幕鮮明的對比，藏著中國盾構(gòu)機從“受制于人”到“全球領(lǐng)跑”的逆襲故事。翻開我國裝備制造的發(fā)展史，盾構(gòu)機的突圍，是科技自立自強的重要體現(xiàn)。

△ 在“彩云號”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：7億引進的“技術(shù)壁壘”，我們連維修都沒資格看

時間回到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，我國不得不花費7億多元，從德國維爾特公司引進2臺硬巖掘進機。

可“花錢買不來核心技術(shù)”的道理，在那時被體現(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，德方維修人員會找各種理由支開中方人員，短短幾分鐘就能解決問題，卻對關(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?！?/p>

當(dāng)時的工程人員回憶，這種“看得見卻學(xué)不會”的無力感，成了整個團隊的心病。彼時，全球盾構(gòu)機市場被德、日等國少數(shù)企業(yè)壟斷，中國要想在地下空間開發(fā)中掌握主動權(quán)，必須打破這層“技術(shù)鐵壁”。

大家心里都憋著一股勁：

“一定要造出中國自己的盾構(gòu)機！”

2002年起，科技部將盾構(gòu)機研發(fā)列入“863計劃”，持續(xù)的政策與資金支持，讓研發(fā)團隊如虎添翼。2007年，團隊攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)模擬檢測試驗平臺；2008年4月，我國首臺復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機“中鐵一號”成功下線，填補了國內(nèi)復(fù)合盾構(gòu)機制造領(lǐng)域的空白，打破了國外設(shè)備“一統(tǒng)天下”的局面。

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

△ 我國首臺復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機“中鐵一號”下線

逆襲：從“不敢用”到“離不開”，國產(chǎn)盾構(gòu)機用實力說話

“國產(chǎn)設(shè)備能靠譜嗎？”“萬一出故障耽誤工期怎么辦？”“中鐵一號”問世初期，不少業(yè)主和施工單位仍有顧慮。直到一個個項目的“實戰(zhàn)檢驗”，才讓國產(chǎn)盾構(gòu)機徹底站穩(wěn)腳跟。

1

2013年，鄭州市計劃修建一條地下人行隧道，傳統(tǒng)“開膛破肚”的施工方式會嚴(yán)重影響地面交通。國外企業(yè)斷言：“要研發(fā)超大斷面矩形盾構(gòu)機，根本不可能！”我國研發(fā)團隊迎難而上，突破矩形斷面低擾動多刀盤協(xié)同開挖等多項國際難題，最終研制出長10.12米、高7.27米的超大斷面矩形盾構(gòu)機，實現(xiàn)了城市施工“零開挖”，讓世界看到中國盾構(gòu)機的創(chuàng)新實力。

2

2017年，“彩云號”硬巖掘進機在高黎貢山隧道的表現(xiàn)，更是讓國產(chǎn)設(shè)備“圈粉”無數(shù)。高黎貢山隧道全長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”?！安试铺枴辈粌H適應(yīng)性遠(yuǎn)超國外設(shè)備，還以日掘進38.23米的速度，改寫了中國鐵路長大隧道依賴進口設(shè)備的歷史。

此后，中國盾構(gòu)機開啟“開掛”模式：

1

2017年，“中鐵297號”下穿北京機場快軌，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“中鐵 297 號”

2

2018年，國內(nèi)最大直徑15.8米泥水平衡盾構(gòu)機“春風(fēng)號”下線，標(biāo)志著我國大直徑盾構(gòu)機技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平；

△ 國內(nèi)最大直徑 15.8 米泥水平衡盾構(gòu)機“春風(fēng)號”

3

截至2022年，我國盾構(gòu)機已能生產(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景需求。

出海：從“引進來”到“走出去”，中國盾守護全球地下空間

1

2012年6月，“中鐵號”盾構(gòu)機中標(biāo)馬來西亞吉隆坡地鐵項目，這是我國盾構(gòu)裝備首次出口海外。當(dāng)設(shè)備在吉隆坡順利掘進時，國外同行才驚覺：中國盾構(gòu)機已經(jīng)具備全球競爭力；

2

2013年，中鐵裝備成功收購德國維爾特硬巖掘進機及豎井鉆機知識產(chǎn)權(quán)、品牌使用權(quán)——這個曾經(jīng)讓中國工程隊“仰望”的品牌，如今與中國品牌強強聯(lián)合；

3

2016年，世界最小直徑3.53米硬巖掘進機出口黎巴嫩，在供水隧道項目中實現(xiàn)日進尺48米，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平；

△ 世界最小直徑 3.53 米雙護盾硬巖掘進機

4

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

△ 出口意大利的大直徑 10.03 米土壓平衡盾構(gòu)機

如今，中國盾構(gòu)機已出口187個國家和地區(qū)，在“一帶一路”沿線35個國家實現(xiàn)出口占有率第一，移動式起重機、水平定向鉆市場占有率穩(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，“中國盾”正以過硬的質(zhì)量和技術(shù)，為全球地下空間開發(fā)貢獻中國智慧。

結(jié)語

從秦嶺隧道的“7億引進”，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個國家的地下空間“留足跡”，中國盾構(gòu)機的逆襲，不僅是一部裝備制造的創(chuàng)新史，更是中國科技自立自強的生動寫照。

當(dāng)“中國盾”繼續(xù)向更深、更復(fù)雜的地下空間進軍，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 米硬巖掘進機“高加索號”投入使用

內(nèi)容參考圖書《走向科技自立自強》

出版：中國科學(xué)技術(shù)出版社

責(zé)任編輯：鄭洪煒 宗泳杉

出版時間：2023.11

大美科學(xué)