盾構機主要用于鐵路、公路、地鐵和水利等基建工程的隧道環節，被稱為“工程機械之王”，有著“地下蛟龍”的美譽。超大直徑盾構更是“工程機械之王”之中的王中王。即使到了2010年，國產10米級的盾構機數量都還是為零，工程建設所需超大直徑盾構機全部依賴進口。

    2010年，中國交建承接的南京緯三路過江隧道工程需要兩臺開挖直徑超過15米的超大直徑盾構機，一臺外商要價達7個億，并且態度強硬地表示，不通融，不降價、制造周期遠超工程預期。此外，外國專家對設備進行檢修的時薪要價竟然超過人民幣5000元，為了技術保密，還禁止中國人觀看。要知道，這可是10年前的一小時5000塊。沒有技術，就得任人宰割。在盾構機領域，顧客并不是上帝。

    這種虧，我們已吃了很多年。時任南京緯三路隧道指揮長、總工程師的張伯陽對當時窘迫的情況記憶猶新。“這么貴的設備，我們的需求又這么大，外商能夠制造，難道我們中國人不能制造自己的盾構機嗎?”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奈。

    在此背景下，中交超大直降盾構機研制經歷了跟跑、并跑、領跑的10年，終于攀登到世界頂峰。從落后百年到世界世界領先，這一條路走得并不容易。在拼搏、奮進、創新精神的引領下，這條逆襲之路大致可分為三個階段：

    一、披荊斬棘、艱難攻關

    超大型盾構機和中小型盾構機的設計理念完全不同，沒有任何資料可以借鑒。南京緯三路過江隧道是我國首個復合地質條件下的超大型隧道工程，也是當時世界上同類隧道中規模最大、距離最長、水壓最高、地質條件最復雜的隧道，堪稱超級工程。限于當時國內科研實力和裝備水平，不僅外國人認為中國人不可能造出這種大型裝備，就連大多數國內同行也沒有信心。

    2010年4月，中交天和在常熟注冊成立，工廠還沒建好，辦公還在板房，做夢都想造出超大型盾構機的天和人接下了研發這兩臺開挖15米級超大直徑盾構機的研制任務。這一接，就接下了業主對國產裝備的疑慮，接下了外國廠商對中國企業的嘲諷，也接下了中國央企對世界級工程的承諾。

    長城號從此，天和人吃住在公司，邊建設廠房，邊培養員工，邊科技攻關，邊制造設備，幾乎天天早上7點上班，直到第二天凌晨才下班。在研發過程中，中交天和多次遭到國外的技術封鎖。如管片同步施工搬運系統是超大型盾構機的重要組件，是集起重、液壓震動、同步控制于一體的高端設備，當時國際上只有一家德國企業能夠生產，天和起初想直接購買這套組件，不過，當這家企業知道中交天和在自主研發盾構機后，開出了天價合作費。他們認為中國企業沒有研發能力，最終只能接受他們的條件。談判陷入僵局，天和人狠下決心：“這套設備和港口機械原理相通，我們爭一口氣，自己開發!”經過幾個月的攻關，這套設備成功問世，不僅節約費用近千萬元，而且為今后制造全系列盾構機提供了技術保障。

    油缸是盾構機的關鍵部件之一，盾構機向前掘進的推力就來自油缸。此前，大型盾構機的油缸全部依賴進口，天和起初的想法也是直接從國外購買。一臺超大直徑盾構機設計推力接近3萬噸，需要58根油缸，每根油缸重達8噸，國外企業開價每根50萬元。天和人再一次給自己加壓，找來一家志同道合的企業共同研發。由于缺乏經驗，合作企業遇到了很多從未想到的困難。天和人給企業負責人打氣：“不要怕，無論發生什么事情，中交天和跟合作企業一起扛。”在合作企業束手無策的時候，天和技術人員來到合作企業，親自帶領兩個研發團隊夜以繼日地進行攻關。經過近半年的連續奮戰，國產超大型盾構油缸破繭而出，成本降低一半以上，現該油缸不僅自給，還遠銷日本及歐美國家。

    振興號：直徑15.03米硬巖掘進機14個月，420個日日夜夜，6700多張設計圖紙，10萬多個大小零部件，最后匯成了刀盤開挖直徑達15.03米、足有5層樓高、長達130米、重達4800噸的中國首臺泥水氣壓平衡復合式盾構機，這是當時世界上最大的復合式盾構機之一。這兩臺盾構機的成功研發，共為國家節約支出近8億元;并在國際上首創了多項新技術，其中刀盤伸縮技術、氦氧飽和帶壓換刀技術、長距離掘進刀盤都解決了盾構機領域的世界性難題;創造了復雜地質條件下單日掘進26米、砂卵石地層連續掘進2580米不換刀等新紀錄，打破了國外同類盾構機的極限紀錄，書寫了國產盾構機的傳奇;震驚了整個行業，結束了大型和超大型盾構機完全依賴進口的局面;獲得中國機械工業科學技術一等獎、科技部國家重點新產品項目、工業和信息化部中國首臺套鑒定等殊榮。

    二、走出去,到由發達國家壟斷的超大直徑盾構海外市場去

    如果說兩年前我們的中交盾構是中國的盾構，那么兩年后我們要做世界的盾構。我們愿意成為中國品牌向上突圍、向外突破的先鋒，把超大直徑盾構機帶給中國人，讓中國超大直徑盾構機服務全世界。

    誰能想到“走出去,到由發達國家壟斷的超大直徑盾構海外市場去”的美夢，僅用了短短兩年時間就成真了呢?

    2018年3月13日，孟加拉國卡納普里河河底隧道用超大直徑盾構機下線儀式如約而至，這場慶典首開多個先河，甚至被視為中國盾構品牌歷史的里程碑事件，終結了海外超大直徑盾構機市場一直為國外壟斷局面;同年9月29日，用于中印尼兩國元首親自確認和直接推動的新時代中印尼兩國發展戰略對接、共建“一帶一路”的旗艦項目和印尼海洋支點戰略對接的重大項目，中國高鐵全方位整體走出去的第一單，東南亞第一條最高時速達350公里的高鐵——印尼雅萬高鐵1號隧道的中國出口海外直徑最大盾構機下線。中交超大直徑盾構產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米泥水平衡盾構機2020年8月，孟加拉國歷史上首條超大直徑隧道貫通，成就了該國人民的隧道夢想;同年11月，雅萬高鐵一號隧道被中交盾構機順利貫通，為該高鐵早日實現全線通車奠定了堅實基礎。

    三、不斷創新超越發展

    通過不斷創新發展，中交已將超大直徑盾構核心技術牢牢掌握在自己手中，并實現了彎道超車，掌握著包含超大直徑盾構超長距離掘進不換刀、光纖磨損檢測、盾尾磨損檢測、管片自動化拼裝、同步掘進、智慧化遠程安全監控管理管片自動化拼裝技術、智慧化遠程安全監控管理系統、綠色環保管路延長裝置、泥水分層逆洗循環技術、刀盤伸縮擺動裝置等世界首創或先進技術。

    超大直徑盾構機超長距離不換刀技術，可實現該盾構連續掘進5000米不換刀;超大直徑盾構機創抗浮技術，能有效解決管片上浮難于控制的世界級工程難題;刀具光纖磨損檢測技術，實現了刀具實時監測;盾尾磨損檢測技術，實現了盾尾磨損實時監測;全智能化管片拼裝技術，只需一個按鈕，盾構機就能實現隧道內管片的自動運輸抓舉拼裝，可以大幅提高管片拼裝質量，更可減輕工人作業強度;同步掘進技術實現了盾構機掘進拼裝同步，較國內外同類裝備掘進效率提升30%-50%;智慧化遠程安全監控管理系統，可實時記錄盾構掘進數據，管理風險邊界，及時報警并提供解決措施預案，還可實現盾構機遠程故障診斷及遠程控制，實現盾構機全生命周期管控;綠色環保管路延長裝置，徹底解決了隧道內泥水溢出的施工環境污染;泥水分層逆洗循環技術，能有效應對巖溶復合地層及斷裂帶的掌子面塌方、泥水管路堵倉滯排、刀盤結泥餅等施工風險，迅速恢復刀盤掘進功能等等。

    2021年，由中交天和自主研發的世界首臺無人化操作盾構機將問世。

    這三個階段，何嘗不是中國制造業崛起的縮影?大國重器，殊為不易。

    本文來源：中國交通新聞網