小毋今天想給大家好好聊一聊，現(xiàn)在挖隧道堪比“穿針引線”的盾構(gòu)機，靈感居然來自一種像蛆蟲的軟體動物。

這種看似不起眼的小生物，藏著大自然的生存智慧，更間接催生了改變世界工程格局的超級裝備。

先給大家介紹下盾構(gòu)機的“靈感源泉”船蛆，這東西長得確實不討喜，細(xì)長的身體軟乎乎的，乍一看和蛆蟲沒兩樣，但它的生存技能卻堪稱“生物界的挖掘大師”。

船蛆頭上長著一對薄薄的堅硬貝殼，邊緣帶著鋸齒狀的紋路，就像自帶了兩把迷你挖掘機。

它靠著身體蠕動，能硬生生鉆進(jìn)堅硬的木材里，一邊鉆一邊往前推進(jìn)，還以木材里的纖維素為食。

更聰明的是，它會分泌一種特殊粘液，在自己鉆出來的隧道內(nèi)壁形成一層保護殼，防止木材膨脹把隧道壓塌。

這種“邊挖邊護”的生存策略，在自然界里不算稀奇，卻被一位工程師看中，成了改變隧道工程的關(guān)鍵。

這位工程師就是19世紀(jì)初的法國人居紐?布魯諾爾，當(dāng)時倫敦要修一條穿越泰晤士河的隧道，這在200多年前可是世界級難題。

泰晤士河底土質(zhì)松軟，還容易透水坍塌，之前的施工隊嘗試過多次，不是被水淹沒就是遭遇塌方，傷亡慘重。

布魯諾爾偶然發(fā)現(xiàn)了船蛆鉆木的秘密，突然來了靈感，他想，既然船蛆能在木材里安全掘進(jìn)，那能不能模仿它的結(jié)構(gòu)，給工人造一個“移動的保護殼”？

于是世界上第一臺盾構(gòu)機應(yīng)運而生，這臺原始的盾構(gòu)機，其實就是一個巨大的鐵制框架，38名工人站在里面徒手鏟挖。

挖完一層，就用千斤頂把框架往前推一段，再用磚石搭建襯砌加固，完全復(fù)刻了船蛆“邊挖邊護”的模式。

雖然這臺盾構(gòu)機效率不算高，挖一條500米的隧道花了好幾年，但它徹底解決了透水坍塌的難題，讓泰晤士河隧道順利貫通。

小毋查資料發(fā)現(xiàn)，這條隧道至今還在使用，成為了倫敦的標(biāo)志性工程之一。

而布魯諾爾的這個創(chuàng)意，也為后來盾構(gòu)機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，讓“向自然學(xué)習(xí)”成為工程界的重要思路。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，盾構(gòu)機也在不斷升級，歐美廠商把原始的鐵鏟換成了硬質(zhì)合金鋼滾輪和弧形刀頭，堅硬的巖石在它面前就像餅干一樣被輕松碾碎。

鉆頭還能根據(jù)不同地質(zhì)隨時更換，遇到土層用松土刀，碰到巖石就換滾刀，靈活得很。

挖掘產(chǎn)生的碎石也不用人工清理，通過注水潤滑后，由傳送帶自動運出隧道。

推進(jìn)系統(tǒng)更是從原來的手動千斤頂，升級成了推力達(dá)2000噸的液壓桿，每推進(jìn)2米，機械臂就像拼樂高一樣快速拼裝預(yù)制管片，形成堅固的盾殼。

遇到容易坍塌的斷層破碎帶，就先通過勘探鉆孔摸清巖層結(jié)構(gòu)，打入小導(dǎo)管，注入幾十噸混凝土加固，等凝固后再緩慢掘進(jìn)。

在一些高要求的工程里，還會通過機械拱橋澆筑二次襯砌，所有工序并行作業(yè)，隧道內(nèi)始終保持暢通。

到上世紀(jì)末，對于歐美來說盾構(gòu)機的技術(shù)變得相當(dāng)成熟了已經(jīng)，盾構(gòu)機更是成為了隧道工程不可或缺的最為核心的裝備。

但此時的中國，在盾構(gòu)機領(lǐng)域還是一片空白，只能眼睜睜看著歐美廠商壟斷市場，漫天要價。

在上世紀(jì)90年代的時候，中國就已經(jīng)開始大規(guī)模的準(zhǔn)備修建地鐵還有鐵路隧道了，對于盾構(gòu)機的需求也變的迫切了起來。

但當(dāng)時國內(nèi)沒有任何自主生產(chǎn)能力，只能依賴進(jìn)口，歐美廠商看準(zhǔn)了這一點，開始漫天要價，一臺盾構(gòu)機的價格直接被抬到7億元人民幣。

7億是什么概念，在當(dāng)時能建好幾座工廠，而一臺盾構(gòu)機的使用壽命也就十幾年。

更過分的是，這些進(jìn)口設(shè)備的售后服務(wù)簡直讓人忍無可忍，設(shè)備出了故障，外國專家來維修，每天的薪資高達(dá)5000元，這在當(dāng)時相當(dāng)于普通工人好幾年的工資。

更讓人氣憤的是，維修時外國專家會用帆布把設(shè)備圍得嚴(yán)嚴(yán)實實，嚴(yán)禁中國人靠近觀看。

有一次，國內(nèi)一位工程師想趁專家休息時，看看設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)果被當(dāng)場制止。

還被嘲諷“你們中國人造不出來，看了也沒用”，這種赤裸裸的技術(shù)封鎖和歧視，深深刺痛了中國工程師的心。

小毋了解到，當(dāng)時中國盾構(gòu)機60%的零部件都依賴進(jìn)口，核心技術(shù)完全被歐美日三國掌控。

他們不僅壟斷產(chǎn)品，還壟斷了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，甚至限制盾構(gòu)機的使用范圍，不允許中國用于一些關(guān)鍵工程，這意味著，中國的工程建設(shè)進(jìn)度，完全被外國人掐著脖子。

這種被動的局面，讓越來越多的人意識到，核心技術(shù)買不來、討不來，只能靠自己研發(fā)。

2001年，對于隧道掘進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)也被國家列入到了重點技術(shù)中，更是成為了863計劃中的一員，為了能夠更好的完成這項計劃，一支由18人組成的研發(fā)隊被組建而成。

這支團隊里，有經(jīng)驗豐富的老工程師，也有剛畢業(yè)的年輕人，24歲的王杜鵑是團隊里唯一的女性成員。

研發(fā)之路充滿了艱辛，為了摸清盾構(gòu)機的工作原理，團隊成員鉆進(jìn)悶熱潮濕的隧道，趴在冰冷的設(shè)備上觀察、記錄，常常一身泥水、滿手油污。

沒有圖紙參考，他們就拆了又裝、裝了又拆，反復(fù)試驗，沒有核心零部件，他們就聯(lián)合國內(nèi)廠家一起攻關(guān)，從零開始研發(fā)。

最難的是液壓系統(tǒng)和刀盤設(shè)計，液壓系統(tǒng)是盾構(gòu)機的“心臟”，需要提供巨大的推力，還得精準(zhǔn)控制推進(jìn)速度。

刀盤則是“牙齒”，要能應(yīng)對不同地質(zhì)的切削需求，團隊花了3年時間，做了上百次試驗，終于攻克了這兩大核心技術(shù)。

2008年，首臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國盾構(gòu)機成功下線，命名為“中國中鐵1號”。

這臺盾構(gòu)機的誕生，打破了歐美長達(dá)幾十年的技術(shù)壟斷，讓中國成為繼歐美日之后，第四個能自主研發(fā)盾構(gòu)機的國家。

更重要的是，它的價格只有進(jìn)口設(shè)備的一半，而且售后服務(wù)響應(yīng)速度快，完全滿足國內(nèi)工程需求。

但歐美廠商不甘心被超越，開始聯(lián)合起來對中國進(jìn)行技術(shù)圍堵，斷供核心傳感器和氣閥部件。

他們以為這樣就能卡住中國盾構(gòu)機的脖子，沒想到這反而倒逼中國完成了全產(chǎn)業(yè)鏈突破。

珠海一家工廠接到了研發(fā)氣閥的任務(wù)，工程師們?nèi)找构リP(guān)，僅用1年時間就研發(fā)出了國產(chǎn)氣閥，不僅性能達(dá)標(biāo)，價格還只有進(jìn)口產(chǎn)品的1/10。

核心傳感器的研發(fā)也取得突破，國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的傳感器，精度和穩(wěn)定性完全不輸國外產(chǎn)品。

就這樣，中國盾構(gòu)機一步步擺脫了對進(jìn)口零部件的依賴，實現(xiàn)了從核心技術(shù)到關(guān)鍵零部件的全面自主化。

打破技術(shù)封鎖后，中國盾構(gòu)機開始進(jìn)入高速發(fā)展期，不僅在國內(nèi)市場站穩(wěn)腳跟，還在國際上嶄露頭角。

2014年，中國盾構(gòu)機首次出口海外，銷往土耳其，這臺盾構(gòu)機在安卡拉地鐵工程中表現(xiàn)出色。

面對復(fù)雜的地質(zhì)條件，掘進(jìn)效率比進(jìn)口的歐美設(shè)備還高，讓土耳其方面贊不絕口。

在此后，關(guān)于中國盾構(gòu)機的出口訂單可以說是變得源源不斷了，更是遠(yuǎn)銷海內(nèi)外，新加坡、印度、巴西還有俄羅斯等，三十多個國家和地區(qū)都紛紛下單訂購。

如今的中國盾構(gòu)機，已經(jīng)成為了“中國智造”的一張名片，在國內(nèi)市場，中國盾構(gòu)機占據(jù)了90%的份額，徹底取代了進(jìn)口設(shè)備。

在全球市場，中國盾構(gòu)機的市場占有率達(dá)到2/3，把曾經(jīng)壟斷市場的歐美日廠商遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。

更讓人驕傲的是，中國盾構(gòu)機還成功進(jìn)入了歐洲市場，德國、法國、意大利等曾經(jīng)的盾構(gòu)機強國，現(xiàn)在都在使用中國產(chǎn)的盾構(gòu)機。

當(dāng)初對我們技術(shù)封鎖的歐美企業(yè)，如今不得不從中國進(jìn)口零部件，甚至直接購買整機，這種角色的反轉(zhuǎn)，生動詮釋了“中國智造”的強大實力。

中國的盾構(gòu)機能夠逆襲成功，不只是一款設(shè)備的成功，更是標(biāo)志著中國的工業(yè)已經(jīng)從弱到強了。

從2001年18人研發(fā)團隊的艱難起步，到如今形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，從被歐美漫天要價、技術(shù)封鎖，到成為全球行業(yè)標(biāo)桿，中國盾構(gòu)機用十幾年時間走完了歐美幾十年的路。

現(xiàn)在的中國盾構(gòu)機，已經(jīng)不滿足于簡單的掘進(jìn)功能，還在向智能化、大型化方向發(fā)展。

最新研發(fā)的盾構(gòu)機搭載了5G通信、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，能實現(xiàn)自動定位、自動掘進(jìn)、智能預(yù)警，就像一臺“地下智能機器人”。

在川藏鐵路等超級工程中，中國盾構(gòu)機面對高寒、高海拔、復(fù)雜地質(zhì)等極端條件，依然能穩(wěn)定工作，展現(xiàn)了超強的適應(yīng)能力。

如今，中國還有更多像盾構(gòu)機這樣的大國重器，在自主創(chuàng)新的道路上穩(wěn)步前進(jìn)，相信在未來，會有更多“中國智造”走出國門，驚艷世界。