逢山開路，遇水搭橋，穿山越海，奮斗不止。中國人總是勇于用智慧和汗水挑戰(zhàn)世界技術(shù)極限。技術(shù)不斷強(qiáng)大的國產(chǎn)大盾構(gòu)機(jī)正是中國制造業(yè)向中高端躍升的一個(gè)縮影。

就在不久前，世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道的超大直徑盾構(gòu)機(jī)開始掘進(jìn)，引起全網(wǎng)贊嘆。

無數(shù)人好奇，備受全球矚目的中國國產(chǎn)大直徑盾構(gòu)機(jī)到底有多厲害?中國盾構(gòu)機(jī)如何從“零”開始，做到世界一流?近日，海報(bào)新聞記者獨(dú)家對話全國首批大直徑盾構(gòu)機(jī)從業(yè)者趙大彬，揭秘這項(xiàng)“大國重器”崛起背后的故事。

國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“甬舟號”。

海底開挖的“龐然大物”

“甬舟號始發(fā)!” 不久前的甬舟號始發(fā)瞬間，至今還讓中鐵十四局甬舟鐵路項(xiàng)目盾構(gòu)經(jīng)理趙大彬心情久久不能平靜。作為全國首批大直徑盾構(gòu)機(jī)從業(yè)者，這一刻，趙大彬感慨萬千。

人們也許都坐過穿山穿海的地鐵或高鐵，卻極少有機(jī)會見到它們背后的龐然大物，被稱為“工程機(jī)械之王”的國產(chǎn)大直徑盾構(gòu)機(jī)。

“我們這次的國產(chǎn)超大盾構(gòu)機(jī)甬舟號技術(shù)很先進(jìn)，它有308把特制刀具，就像盾構(gòu)機(jī)的‘牙齒’，可以在挖掘隧道時(shí)將巖石和泥土咬碎?！壁w大彬說，刀盤的后方還有一個(gè)超長螺旋輸送機(jī)，經(jīng)過環(huán)流系統(tǒng)，可以將刀盤“咬碎”的泥土持續(xù)運(yùn)輸至地表。

在海底深處“轟隆隆”運(yùn)行的超大盾構(gòu)機(jī)，不僅有刀盤、盾體、連接橋、臺車等結(jié)構(gòu)，還有技術(shù)先進(jìn)的拼裝機(jī)，它可以將弧形的水泥管片像拼樂高積木一樣，一個(gè)一個(gè)地拼接起來，自動搭建出圓形隧道。

挖土、運(yùn)渣、搭壁，這條“蛟龍”在海底一氣呵成。所經(jīng)之處，將“鉆”出一條巨大的海底隧道。

這條隧道全長超16公里，最大埋深78米，創(chuàng)造世界之最。背后立下汗馬功勞的國產(chǎn)“甬舟號”盾構(gòu)機(jī)，由中鐵十四局集團(tuán)、鐵建重工集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)，全長135米，總重量4350噸，配備特制刀具，總裝達(dá)到世界一流水平。

“在拼裝、下井和開挖施工過程中，工程人員都要克服人們無法想象的各種技術(shù)難題?！壁w大彬說。

在趙大彬印象中，最難的是盾構(gòu)機(jī)下井組裝。這個(gè)井口深達(dá)58米，是目前國內(nèi)最深的大直徑盾構(gòu)始發(fā)工作井。相較于國內(nèi)其他常規(guī)項(xiàng)目，吊裝用時(shí)呈幾何倍數(shù)增加。

“以一個(gè)小構(gòu)件為例，履帶吊從地面吊裝部件下井再到地面，用時(shí)長達(dá)1.5小時(shí)，較其他項(xiàng)目足足多了2-3倍?！壁w大彬說。

盾構(gòu)機(jī)最大單體部件刀盤的下井，也是中國智慧的體現(xiàn)，重達(dá)460噸的刀盤直徑14.57米，吊裝下井時(shí)，與井壁最近距離不足2米，稍有不慎，就容易撞上井壁。

“為此，現(xiàn)場組裝團(tuán)隊(duì)定制吊繩和卷揚(yáng)機(jī)，經(jīng)過7次模擬，分析刀盤吊裝周邊環(huán)境及現(xiàn)場布置等因素，合理設(shè)置履帶吊站位，地面作業(yè)人員和井下40余名作業(yè)人員緊密配合，實(shí)現(xiàn)了刀盤與主驅(qū)動的精準(zhǔn)對接?！壁w大彬表示。

“盾構(gòu)機(jī)一旦在深海中掘進(jìn)，就不會后退。這也給我們的施工技術(shù)，提出了更高的要求?！壁w大彬說，施工中每一個(gè)細(xì)節(jié)都要做到完美。

“起、翻身、落”簡單的幾個(gè)動作，組裝團(tuán)隊(duì)足足花費(fèi)了一個(gè)上午，當(dāng)?shù)侗P與盾體精準(zhǔn)合體的瞬間，終于松了一口氣，成功的在地下組裝起一條鋼鐵巨龍，時(shí)刻等待“穿?！敝谩?/p>

“甬舟號”的故事，僅僅是中國國產(chǎn)大盾構(gòu)機(jī)發(fā)展的縮影。在它背后，是中國智造從零起步，一步步走向世界領(lǐng)先的故事。

從“零”起步

曾被嘲“異想天開”

“我們國產(chǎn)的大盾構(gòu)機(jī)越來越厲害了!我們的施工技術(shù)也越來越強(qiáng)大了!”趙大彬說著，不禁想起多年前的“辛酸”往事。

事實(shí)上，如今，中國“大國工程”中的一臺臺國產(chǎn)超大盾構(gòu)機(jī)，創(chuàng)造過程來之不易。

十幾年前，趙大彬是一名盾構(gòu)機(jī)一線修理工，是全國首批盾構(gòu)機(jī)從業(yè)人員之一，曾經(jīng)參與過全國各地多項(xiàng)重大工程。

盾構(gòu)機(jī)，全稱為“全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)”，集機(jī)、電、信息、人工智能等技術(shù)于一身，被譽(yù)為“工程機(jī)械之王”。在他的記憶中，當(dāng)初用的大多是從國外進(jìn)口的“洋盾構(gòu)”，處處被外國人“卡脖子”。

“當(dāng)年從外國進(jìn)口的盾構(gòu)機(jī)，修理是外國派人來。修理關(guān)鍵部位時(shí)，也不會讓我們看到整個(gè)過程。”趙大彬說，每次盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)重要問題，都要等外國專家來修理。

外國專家來維修機(jī)器，時(shí)長按分鐘計(jì)算，費(fèi)用高昂;保養(yǎng)時(shí)中方不能參與，進(jìn)度無法控制……關(guān)鍵技術(shù)受制于人，就沒有話語權(quán)。

令趙大彬印象深刻的是，有一次盾構(gòu)機(jī)壞了，刀盤無法轉(zhuǎn)動，那天是個(gè)周末，國外的技術(shù)人員不接電話，可工程項(xiàng)目每耽誤一小時(shí)都影響巨大，趙大彬他們只能干著急。最后費(fèi)了九牛二虎之力，多方協(xié)調(diào)，好不容易把專家請到現(xiàn)場。

“怎么辦?我們自己學(xué)，自己想辦法!”趙大彬回憶，當(dāng)時(shí)自己和二十多位不同專業(yè)的技術(shù)人員，日夜輪休當(dāng)班，共同下功夫苦學(xué)，終于“研究”明白了相關(guān)技術(shù)。令他印象深刻的是，有一年，他們參與一個(gè)大項(xiàng)目，他帶隊(duì)在地下修理了三天三夜，所有工作全部由咱們中國自己的技術(shù)人員完成，沒有再用到外國技術(shù)專家。

回想當(dāng)初，趙大彬說，當(dāng)年大家最希望的就是，中國人能有真正屬于自己的大盾構(gòu)機(jī)。

這個(gè)夢想，在趙大彬從業(yè)多年的過程中逐漸實(shí)現(xiàn)。

事實(shí)上，在2000年初，中國就有企業(yè)決定：造中國人自己的盾構(gòu)機(jī)。只是，當(dāng)時(shí)這一想法卻被嘲笑“異想天開”。

一臺盾構(gòu)機(jī)有幾層樓高，幾百頭大象重，由幾萬個(gè)零部件組成，創(chuàng)造難度可見一斑。然而，中國人克服種種困難，終于迎來第一臺國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)。

2009年，“中國中鐵1號”在天津開掘并通過專家驗(yàn)收，標(biāo)志著中國擁有了首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。

自此，行業(yè)開始發(fā)力，以中鐵裝備、鐵建重工、中交天河等為代表的一批具有競爭力的盾構(gòu)機(jī)制造企業(yè)，陸續(xù)成立、成長壯大。

如今，中國的國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)達(dá)到世界一流水準(zhǔn)，被稱為“爭氣機(jī)”。以“甬舟號”為例，這臺超大直徑盾構(gòu)機(jī)由中鐵十四局集團(tuán)、鐵建重工集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)，全長135米，總重量4350噸，配備特制刀具308把，總裝達(dá)到世界一流水平。

世界最長海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道全長超16公里，最大埋深78米，創(chuàng)造了多項(xiàng)世界之最。兩臺盾構(gòu)機(jī)從兩端向中間掘進(jìn)，最終要以不超過20毫米的誤差在海底實(shí)現(xiàn)對接，施工復(fù)雜程度在世界范圍內(nèi)極為罕見。施工方為此研發(fā)了十多項(xiàng)新技術(shù)，配備了目前世界上控制精度最高的導(dǎo)向系統(tǒng)，增設(shè)了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和超前注漿加固等專用設(shè)備。

如今，趙大彬和所在團(tuán)隊(duì)不怕辛苦，攻堅(jiān)克難，終于把這臺國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)甬舟號“送”入海底，迎來“蛟龍”入海，成為世界最長海底隧道的施工者。

“世界最長海底高鐵隧道開挖，也意味著中國人自主研制的國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)越來越強(qiáng)，把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中?！壁w大彬說。

趙大彬說，“我們正在加快大直徑盾構(gòu)機(jī)的科研攻關(guān)力度，向高端化、智能化等多個(gè)更高目標(biāo)發(fā)起沖擊?！?/p>

全球“盾構(gòu)機(jī)”七成“中國造”

“中國盾構(gòu)機(jī)越來越強(qiáng)，我也非常自豪!”趙大彬說，自己有幸見證了我國盾構(gòu)機(jī)從無到有的過程。

世界最長的公路螺旋隧道、世界海拔最高的高鐵隧道、世界最大直徑的單管雙層隧道……今天的中國，建成鐵路隧道和公路隧道超過5萬公里。9個(gè)中國項(xiàng)目成功入選“過去50年具有全球影響力的50個(gè)隧道工程”，數(shù)量最多，占比最高。

穿山越海，無堅(jiān)不摧。在這背后，中國的國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)功不可沒。

“如今，中國的國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)達(dá)到世界一流水平。中國盾構(gòu)機(jī)保有量約5000臺，位居世界第一。”趙大彬說，中國90%以上的地鐵隧道采用盾構(gòu)法施工。

當(dāng)年中國被嘲笑自主制造盾構(gòu)機(jī)是“異想天開”，如今，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為令人自豪的“爭氣機(jī)”。當(dāng)前，中國國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑尺寸不一、形狀各異，小到城市綜合管廊，大到穿江越海隧道，都能滿足施工需求。中國盾構(gòu)機(jī)憑借創(chuàng)新技術(shù)、過硬質(zhì)量及高品質(zhì)服務(wù)開拓國際市場，如今在全球市場占比達(dá)70%。

以趙大彬?yàn)榇淼?，全國最早從事盾?gòu)行業(yè)的一大批年輕人，也有幸成為中國盾構(gòu)機(jī)發(fā)展的見證者。

“在技術(shù)創(chuàng)新方面，國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)制造商通過持續(xù)的研發(fā)和改進(jìn)，已經(jīng)推出了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不僅性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，而且能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件和施工環(huán)境。同時(shí)，國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)在智能化、自動化方面也取得了重要進(jìn)展，提高了施工效率和安全性?！鄙綎|交通學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院教師高禹表示。

高禹表示，在應(yīng)用領(lǐng)域方面，中國國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，并且在海外市場上也取得了良好的業(yè)績。這表明中國國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)技術(shù)已經(jīng)具備了與國際先進(jìn)水平競爭的實(shí)力。

“我們國家隧道工程體量大、分布廣、穿山越海、地質(zhì)復(fù)雜多變、過程中不斷創(chuàng)新， 積累豐富經(jīng)驗(yàn)，這些讓我們的盾構(gòu)機(jī)在國際競爭中具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠解決各類難題，定制各類特殊功能，所以中國盾構(gòu)設(shè)備施工能夠在全世界都受到信任和歡迎?！敝需F十四局甬舟鐵路項(xiàng)目指揮長胡浩在接受媒體采訪時(shí)表示。

能轉(zhuǎn)彎，會爬坡，耐極寒……如今，“中國盾構(gòu)”正成為世界上響當(dāng)當(dāng)?shù)摹爸袊放啤薄?/p>