跟跑、并跑、領(lǐng)跑！中交超大直徑盾構(gòu)機(jī)的逆襲之路

    盾構(gòu)機(jī)主要用于鐵路、公路、地鐵和水利等基建工程的隧道環(huán)節(jié)，被稱為“工程機(jī)械之王”，有著“地下蛟龍”的美譽(yù)。超大直徑盾構(gòu)更是“工程機(jī)械之王”之中的王中王。即使到了2010年，國(guó)產(chǎn)10米級(jí)的盾構(gòu)機(jī)數(shù)量都還是為零，工程建設(shè)所需超大直徑盾構(gòu)機(jī)全部依賴進(jìn)口。

    2010年，中國(guó)交建承接的南京緯三路過(guò)江隧道工程需要兩臺(tái)開(kāi)挖直徑超過(guò)15米的超大直徑盾構(gòu)機(jī)，一臺(tái)外商要價(jià)達(dá)7個(gè)億，并且態(tài)度強(qiáng)硬地表示，不通融，不降價(jià)、制造周期遠(yuǎn)超工程預(yù)期。此外，外國(guó)專家對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的時(shí)薪要價(jià)竟然超過(guò)人民幣5000元，為了技術(shù)保密，還禁止中國(guó)人觀看。要知道，這可是10年前的一小時(shí)5000塊。沒(méi)有技術(shù)，就得任人宰割。在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域，顧客并不是上帝。

    這種虧，我們已吃了很多年。時(shí)任南京緯三路隧道指揮長(zhǎng)、總工程師的張伯陽(yáng)對(duì)當(dāng)時(shí)窘迫的情況記憶猶新。“這么貴的設(shè)備，我們的需求又這么大，外商能夠制造，難道我們中國(guó)人不能制造自己的盾構(gòu)機(jī)嗎?”這不僅僅是工程師們的集體心聲，更是一種被扼住咽喉的無(wú)奈。

    在此背景下，中交超大直降盾構(gòu)機(jī)研制經(jīng)歷了跟跑、并跑、領(lǐng)跑的10年，終于攀登到世界頂峰。從落后百年到世界世界領(lǐng)先，這一條路走得并不容易。在拼搏、奮進(jìn)、創(chuàng)新精神的引領(lǐng)下，這條逆襲之路大致可分為三個(gè)階段：

    一、披荊斬棘、艱難攻關(guān)

    超大型盾構(gòu)機(jī)和中小型盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)理念完全不同，沒(méi)有任何資料可以借鑒。南京緯三路過(guò)江隧道是我國(guó)首個(gè)復(fù)合地質(zhì)條件下的超大型隧道工程，也是當(dāng)時(shí)世界上同類隧道中規(guī)模最大、距離最長(zhǎng)、水壓最高、地質(zhì)條件最復(fù)雜的隧道，堪稱超級(jí)工程。限于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)科研實(shí)力和裝備水平，不僅外國(guó)人認(rèn)為中國(guó)人不可能造出這種大型裝備，就連大多數(shù)國(guó)內(nèi)同行也沒(méi)有信心。

    2010年4月，中交天和在常熟注冊(cè)成立，工廠還沒(méi)建好，辦公還在板房，做夢(mèng)都想造出超大型盾構(gòu)機(jī)的天和人接下了研發(fā)這兩臺(tái)開(kāi)挖15米級(jí)超大直徑盾構(gòu)機(jī)的研制任務(wù)。這一接，就接下了業(yè)主對(duì)國(guó)產(chǎn)裝備的疑慮，接下了外國(guó)廠商對(duì)中國(guó)企業(yè)的嘲諷，也接下了中國(guó)央企對(duì)世界級(jí)工程的承諾。

    長(zhǎng)城號(hào)從此，天和人吃住在公司，邊建設(shè)廠房，邊培養(yǎng)員工，邊科技攻關(guān)，邊制造設(shè)備，幾乎天天早上7點(diǎn)上班，直到第二天凌晨才下班。在研發(fā)過(guò)程中，中交天和多次遭到國(guó)外的技術(shù)封鎖。如管片同步施工搬運(yùn)系統(tǒng)是超大型盾構(gòu)機(jī)的重要組件，是集起重、液壓震動(dòng)、同步控制于一體的高端設(shè)備，當(dāng)時(shí)國(guó)際上只有一家德國(guó)企業(yè)能夠生產(chǎn)，天和起初想直接購(gòu)買這套組件，不過(guò)，當(dāng)這家企業(yè)知道中交天和在自主研發(fā)盾構(gòu)機(jī)后，開(kāi)出了天價(jià)合作費(fèi)。他們認(rèn)為中國(guó)企業(yè)沒(méi)有研發(fā)能力，最終只能接受他們的條件。談判陷入僵局，天和人狠下決心：“這套設(shè)備和港口機(jī)械原理相通，我們爭(zhēng)一口氣，自己開(kāi)發(fā)!”經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的攻關(guān)，這套設(shè)備成功問(wèn)世，不僅節(jié)約費(fèi)用近千萬(wàn)元，而且為今后制造全系列盾構(gòu)機(jī)提供了技術(shù)保障。

    油缸是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)的推力就來(lái)自油缸。此前，大型盾構(gòu)機(jī)的油缸全部依賴進(jìn)口，天和起初的想法也是直接從國(guó)外購(gòu)買。一臺(tái)超大直徑盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)推力接近3萬(wàn)噸，需要58根油缸，每根油缸重達(dá)8噸，國(guó)外企業(yè)開(kāi)價(jià)每根50萬(wàn)元。天和人再一次給自己加壓，找來(lái)一家志同道合的企業(yè)共同研發(fā)。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，合作企業(yè)遇到了很多從未想到的困難。天和人給企業(yè)負(fù)責(zé)人打氣：“不要怕，無(wú)論發(fā)生什么事情，中交天和跟合作企業(yè)一起扛。”在合作企業(yè)束手無(wú)策的時(shí)候，天和技術(shù)人員來(lái)到合作企業(yè)，親自帶領(lǐng)兩個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)夜以繼日地進(jìn)行攻關(guān)。經(jīng)過(guò)近半年的連續(xù)奮戰(zhàn)，國(guó)產(chǎn)超大型盾構(gòu)油缸破繭而出，成本降低一半以上，現(xiàn)該油缸不僅自給，還遠(yuǎn)銷日本及歐美國(guó)家。

    振興號(hào)：直徑15.03米硬巖掘進(jìn)機(jī)14個(gè)月，420個(gè)日日夜夜，6700多張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙，10萬(wàn)多個(gè)大小零部件，最后匯成了刀盤開(kāi)挖直徑達(dá)15.03米、足有5層樓高、長(zhǎng)達(dá)130米、重達(dá)4800噸的中國(guó)首臺(tái)泥水氣壓平衡復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)，這是當(dāng)時(shí)世界上最大的復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)之一。這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的成功研發(fā)，共為國(guó)家節(jié)約支出近8億元;并在國(guó)際上首創(chuàng)了多項(xiàng)新技術(shù)，其中刀盤伸縮技術(shù)、氦氧飽和帶壓換刀技術(shù)、長(zhǎng)距離掘進(jìn)刀盤都解決了盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域的世界性難題;創(chuàng)造了復(fù)雜地質(zhì)條件下單日掘進(jìn)26米、砂卵石地層連續(xù)掘進(jìn)2580米不換刀等新紀(jì)錄，打破了國(guó)外同類盾構(gòu)機(jī)的極限紀(jì)錄，書(shū)寫(xiě)了國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的傳奇;震驚了整個(gè)行業(yè)，結(jié)束了大型和超大型盾構(gòu)機(jī)完全依賴進(jìn)口的局面;獲得中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、科技部國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目、工業(yè)和信息化部中國(guó)首臺(tái)套鑒定等殊榮。

    二、走出去,到由發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷的超大直徑盾構(gòu)海外市場(chǎng)去

    如果說(shuō)兩年前我們的中交盾構(gòu)是中國(guó)的盾構(gòu)，那么兩年后我們要做世界的盾構(gòu)。我們?cè)敢獬蔀橹袊?guó)品牌向上突圍、向外突破的先鋒，把超大直徑盾構(gòu)機(jī)帶給中國(guó)人，讓中國(guó)超大直徑盾構(gòu)機(jī)服務(wù)全世界。

    誰(shuí)能想到“走出去,到由發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷的超大直徑盾構(gòu)海外市場(chǎng)去”的美夢(mèng)，僅用了短短兩年時(shí)間就成真了呢?

    2018年3月13日，孟加拉國(guó)卡納普里河河底隧道用超大直徑盾構(gòu)機(jī)下線儀式如約而至，這場(chǎng)慶典首開(kāi)多個(gè)先河，甚至被視為中國(guó)盾構(gòu)品牌歷史的里程碑事件，終結(jié)了海外超大直徑盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)一直為國(guó)外壟斷局面;同年9月29日，用于中印尼兩國(guó)元首親自確認(rèn)和直接推動(dòng)的新時(shí)代中印尼兩國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)接、共建“一帶一路”的旗艦項(xiàng)目和印尼海洋支點(diǎn)戰(zhàn)略對(duì)接的重大項(xiàng)目，中國(guó)高鐵全方位整體走出去的第一單，東南亞第一條最高時(shí)速達(dá)350公里的高鐵——印尼雅萬(wàn)高鐵1號(hào)隧道的中國(guó)出口海外直徑最大盾構(gòu)機(jī)下線。中交超大直徑盾構(gòu)產(chǎn)品還正源源不斷地走向海外。

    孟加拉卡納普里河河底隧道用直徑12.12米泥水平衡盾構(gòu)機(jī)2020年8月，孟加拉國(guó)歷史上首條超大直徑隧道貫通，成就了該國(guó)人民的隧道夢(mèng)想;同年11月，雅萬(wàn)高鐵一號(hào)隧道被中交盾構(gòu)機(jī)順利貫通，為該高鐵早日實(shí)現(xiàn)全線通車奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

    三、不斷創(chuàng)新超越發(fā)展

    通過(guò)不斷創(chuàng)新發(fā)展，中交已將超大直徑盾構(gòu)核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中，并實(shí)現(xiàn)了彎道超車，掌握著包含超大直徑盾構(gòu)超長(zhǎng)距離掘進(jìn)不換刀、光纖磨損檢測(cè)、盾尾磨損檢測(cè)、管片自動(dòng)化拼裝、同步掘進(jìn)、智慧化遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理管片自動(dòng)化拼裝技術(shù)、智慧化遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、綠色環(huán)保管路延長(zhǎng)裝置、泥水分層逆洗循環(huán)技術(shù)、刀盤伸縮擺動(dòng)裝置等世界首創(chuàng)或先進(jìn)技術(shù)。

    超大直徑盾構(gòu)機(jī)超長(zhǎng)距離不換刀技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)該盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)5000米不換刀;超大直徑盾構(gòu)機(jī)創(chuàng)抗浮技術(shù)，能有效解決管片上浮難于控制的世界級(jí)工程難題;刀具光纖磨損檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了刀具實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);盾尾磨損檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了盾尾磨損實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);全智能化管片拼裝技術(shù)，只需一個(gè)按鈕，盾構(gòu)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)管片的自動(dòng)運(yùn)輸抓舉拼裝，可以大幅提高管片拼裝質(zhì)量，更可減輕工人作業(yè)強(qiáng)度;同步掘進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)拼裝同步，較國(guó)內(nèi)外同類裝備掘進(jìn)效率提升30%-50%;智慧化遠(yuǎn)程安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)記錄盾構(gòu)掘進(jìn)數(shù)據(jù)，管理風(fēng)險(xiǎn)邊界，及時(shí)報(bào)警并提供解決措施預(yù)案，還可實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)遠(yuǎn)程故障診斷及遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)全生命周期管控;綠色環(huán)保管路延長(zhǎng)裝置，徹底解決了隧道內(nèi)泥水溢出的施工環(huán)境污染;泥水分層逆洗循環(huán)技術(shù)，能有效應(yīng)對(duì)巖溶復(fù)合地層及斷裂帶的掌子面塌方、泥水管路堵倉(cāng)滯排、刀盤結(jié)泥餅等施工風(fēng)險(xiǎn)，迅速恢復(fù)刀盤掘進(jìn)功能等等。

    2021年，由中交天和自主研發(fā)的世界首臺(tái)無(wú)人化操作盾構(gòu)機(jī)將問(wèn)世。

    這三個(gè)階段，何嘗不是中國(guó)制造業(yè)崛起的縮影?大國(guó)重器，殊為不易。

    本文來(lái)源：中國(guó)交通新聞網(wǎng)