10月18日上午，在中國(guó)中鐵工程裝備集團(tuán)鄭州總裝車(chē)間，“中鐵912號(hào)”“中鐵913號(hào)”土壓平衡盾構(gòu)機(jī)通過(guò)驗(yàn)收，正式下線。即將拆裝發(fā)運(yùn)、漂洋過(guò)海的這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，將用于新加坡跨島線CR109項(xiàng)目，該項(xiàng)目為新加坡跨島地鐵線一期工程之一，通車(chē)后將為當(dāng)?shù)厥忻裉峁└憬莸某鲂畜w驗(yàn)。
截至2022年，我國(guó)已成為全球最大的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)和使用國(guó)家，其年產(chǎn)量占據(jù)全球市場(chǎng)份額的70%以上，并不斷走向海外市場(chǎng)、助力高質(zhì)量共建“一帶一路”?；赝袊?guó)盾構(gòu)自主化研制和產(chǎn)業(yè)化制造的“逆襲”之路，有何難忘的經(jīng)歷？作為共建“一帶一路”的中國(guó)智造“新名片”，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的核心競(jìng)爭(zhēng)力在哪里？一起走進(jìn)中鐵工程裝備集團(tuán)，探尋盾構(gòu)機(jī)背后的故事。
從無(wú)到有
一定要造一臺(tái)中國(guó)人自己的盾構(gòu)機(jī)
在鄭州市管城回族區(qū)第六大街99號(hào)，坐落著中鐵工程裝備集團(tuán)總部，一臺(tái)臺(tái)盾構(gòu)機(jī)從這里出發(fā)，服務(wù)全國(guó)以及世界各地的隧道工程。而在15年前，這個(gè)地址還只是一片無(wú)人關(guān)注的荒地。
上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)。隧道掘進(jìn)機(jī)可穿山越海，是集機(jī)械、電氣、液壓、傳感、信息、力學(xué)、導(dǎo)向研究等技術(shù)于一體的高端裝備，被公認(rèn)為衡量一個(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)水平和能力高低的重大關(guān)鍵裝備。
盾構(gòu)機(jī)的研究已有近200年歷史，而在2008年以前，中國(guó)還沒(méi)有一臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)。
從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)“洋盾構(gòu)”雖然方便，但處處受掣肘，高昂的成本、鬧心的售后服務(wù)，讓中國(guó)在盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用上受制于人。
為了打破隧道掘進(jìn)設(shè)備被國(guó)外壟斷的局面，21世紀(jì)初，“關(guān)于隧道掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究”被列入國(guó)家863計(jì)劃。中國(guó)中鐵成立盾構(gòu)機(jī)研發(fā)項(xiàng)目組，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李建斌帶領(lǐng)18位機(jī)械、液壓、電氣等方面的工程師，開(kāi)啟了中國(guó)盾構(gòu)研發(fā)的新征程。
“那時(shí)候很多人都不知道什么是盾構(gòu)機(jī)，更別提研發(fā)了?！崩罱ū蠼榻B，盾構(gòu)機(jī)的研發(fā)涵蓋了機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣數(shù)十個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，精密零部件多達(dá)3萬(wàn)多個(gè)，單單一個(gè)控制系統(tǒng)就有2000多個(gè)控制點(diǎn)。而項(xiàng)目組的成員們以年輕人為主，有的甚至連見(jiàn)都沒(méi)怎么見(jiàn)過(guò)盾構(gòu)機(jī)，最多也只是遠(yuǎn)遠(yuǎn)一瞥。
沒(méi)有技術(shù)，沒(méi)有指導(dǎo)，一切都要從零開(kāi)始。為搞清楚盾構(gòu)的基本原理，項(xiàng)目組成員在盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)跟班作業(yè)，逐漸熟悉和了解盾構(gòu)機(jī)的工作狀態(tài)、工作原理。面對(duì)刀盤(pán)設(shè)計(jì)這一最大困難，項(xiàng)目組一方面潛心研究，一方面采取“走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的方式，派人出去學(xué)習(xí)，請(qǐng)老師上門(mén)講課。
“以我們的能力和水平，照葫蘆畫(huà)瓢制造不是難事，但這不是我們的本意，我們的出發(fā)點(diǎn)就是掌握設(shè)備的設(shè)計(jì)理念，掌握核心技術(shù)，做自主研發(fā)工作?！崩罱ū蟊硎?。
啃了多年硬骨頭，2008年，中國(guó)第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)——“中國(guó)中鐵1號(hào)”下線，實(shí)現(xiàn)了從盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)到整機(jī)制造的跨越，填補(bǔ)了我國(guó)在復(fù)合盾構(gòu)制造領(lǐng)域的重大空白。2009年年底，這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)圓滿完成了天津地鐵1500米掘進(jìn)任務(wù)，順利穿越張學(xué)良故居、天津電報(bào)總局、渤海大樓等歷史風(fēng)貌建筑，也拉開(kāi)了盾構(gòu)國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的序幕。
從有到優(yōu)
瞄準(zhǔn)關(guān)鍵零部件“卡脖子”問(wèn)題，盾構(gòu)機(jī)裝上“中國(guó)芯”
走進(jìn)中鐵裝備關(guān)鍵部件產(chǎn)業(yè)化車(chē)間，一抬頭就能看到一幅顯眼的標(biāo)語(yǔ)——“國(guó)之所托，使命必達(dá)”。車(chē)間里工作人員正在調(diào)試最新裝備，實(shí)驗(yàn)室里的工程師們正埋頭進(jìn)行研發(fā)試驗(yàn)。
短短八個(gè)字，凝練了盾構(gòu)工作者們的智慧和心血。盾構(gòu)機(jī)整機(jī)制造的難關(guān)攻破后，關(guān)鍵零部件的“卡脖子”問(wèn)題成為研發(fā)重點(diǎn)。
作為盾構(gòu)機(jī)的“心臟”部件，主軸承承擔(dān)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的主要載荷，需要直面盾構(gòu)機(jī)超重載、大偏載、頻變載等極端惡劣工況考驗(yàn)。但由于制造工藝復(fù)雜、原材料性能要求高、設(shè)計(jì)理論不成熟等原因，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的主軸承曾長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。
2022年4月25日，在蘇州軌道交通6號(hào)線10標(biāo)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，首臺(tái)采用國(guó)產(chǎn)3米級(jí)主軸承的盾構(gòu)機(jī)“中鐵872號(hào)”順利完成掘進(jìn)任務(wù)。這是國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)主軸承首次在軌道交通領(lǐng)域的成功應(yīng)用，盾構(gòu)機(jī)裝上了“中國(guó)芯”。
類(lèi)似的創(chuàng)新成果還有很多，從攻克常壓換刀、主驅(qū)動(dòng)伸縮擺動(dòng)技術(shù)，到刀具狀態(tài)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、隧道掘進(jìn)機(jī)智能化，李建斌和他的團(tuán)隊(duì)解鎖了一個(gè)又一個(gè)“小目標(biāo)”，實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)又一項(xiàng)“大突破”。
中國(guó)是世界公認(rèn)的“地質(zhì)博物館”，從珠穆朗瑪峰到吐魯番盆地，從長(zhǎng)江中下游平原到喀斯特地貌，地質(zhì)構(gòu)造千奇百怪、極為復(fù)雜。盾構(gòu)機(jī)是定制化產(chǎn)品，每一臺(tái)都要根據(jù)地質(zhì)情況量身定做。近年來(lái)，中鐵裝備通過(guò)不斷技術(shù)創(chuàng)新，形成了“大”“小”“異”不同斷面以及土壓、泥水、硬巖等不同適應(yīng)性的全系列盾構(gòu)產(chǎn)品。
“我們自主首創(chuàng)了馬蹄形盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)、超小轉(zhuǎn)彎技術(shù)、高壓水力耦合破巖技術(shù)、盾構(gòu)法聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)、換刀機(jī)器人技術(shù)、大坡度斜井掘進(jìn)技術(shù)等行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)，以及世界最大斷面矩形盾構(gòu)機(jī)、世界首臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)、國(guó)產(chǎn)首臺(tái)高原高寒大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)、世界最大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)等一系列國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先產(chǎn)品?！敝需F裝備掘進(jìn)機(jī)研究院院長(zhǎng)賀飛介紹。
“大國(guó)重器”這個(gè)詞，不僅代表著一臺(tái)臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，也代表著其背后的科學(xué)技術(shù)、工業(yè)制造、材料加工、人才隊(duì)伍等。可以說(shuō)，一臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)，需要一整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。
盾構(gòu)機(jī)零部件有上萬(wàn)個(gè)，目前與中鐵裝備建立合作的產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)達(dá)500余家。賀飛告訴記者，“選購(gòu)一款零部件，我們會(huì)儲(chǔ)備幾家供應(yīng)商，以此促進(jìn)其良性競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也保障產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定。此外，還通過(guò)召開(kāi)供應(yīng)商大會(huì)、定期會(huì)商等方式，聯(lián)合上下游企業(yè)開(kāi)展關(guān)鍵部件技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作，共同為中國(guó)盾構(gòu)的創(chuàng)新發(fā)展作貢獻(xiàn)?！?/p>
在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，中鐵裝備成立了重大專(zhuān)項(xiàng)研究院，突破了大排量泵、主驅(qū)動(dòng)密封、可編制控制器PLC等多項(xiàng)“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)，較大程度實(shí)現(xiàn)了隧道掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵核心基礎(chǔ)部件國(guó)產(chǎn)化，增強(qiáng)了產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力。面向產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿，中鐵裝備積極布局智能盾構(gòu)機(jī)和未來(lái)掘進(jìn)機(jī)，開(kāi)展激光、水射流等新型破巖技術(shù)、換刀機(jī)器人和無(wú)人值守智能掘進(jìn)技術(shù)的儲(chǔ)備研究。
“‘努力占領(lǐng)世界制高點(diǎn)、掌控技術(shù)話語(yǔ)權(quán)’，這是習(xí)近平總書(shū)記對(duì)我們的要求，也是我們未來(lái)努力的方向?！崩罱ū蟊硎尽?/p>
從優(yōu)到強(qiáng)
出口32個(gè)國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)全球地下工程建設(shè)
“就在前不久，一外方客戶(hù)一次性批量下單了數(shù)臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，這是我們至今接到的最大的一筆訂單，同事們都非常激動(dòng)?！痹诓稍L中，中鐵裝備國(guó)際事業(yè)部黨工委副書(shū)記卜壯志多次提到這個(gè)令人振奮的消息。
怎么判斷客戶(hù)對(duì)中國(guó)的盾構(gòu)機(jī)是否滿意？爽快簽字、迅速下單，就是最好的證明。而在國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)剛剛走向海外市場(chǎng)時(shí)，外國(guó)客戶(hù)的態(tài)度并不如現(xiàn)在這般支持信任。
李建斌清楚記得，2012年第一次參加國(guó)際競(jìng)標(biāo)時(shí)，馬來(lái)西亞的業(yè)主直言不諱道：“你們?cè)谥袊?guó)做得好，但在海外市場(chǎng)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，我對(duì)你們非常擔(dān)心?！苯?jīng)過(guò)10多次的深入溝通，馬方同意簽下了兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，即“中鐵50號(hào)”“中鐵51號(hào)”。
在之后的施工中，“中鐵50號(hào)”曾遇到一塊20多米長(zhǎng)的孤石，其硬度達(dá)到300兆帕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出地質(zhì)報(bào)告所提的砂巖、泥巖不到80兆帕，但它憑借可靠的性能通過(guò)了考驗(yàn)。其兄弟“中鐵51號(hào)”表現(xiàn)也很突出，不僅先后穿越具有百年歷史的中央火車(chē)站等重要建筑物所在區(qū)域，將最大累計(jì)沉降量控制在3毫米內(nèi)，還創(chuàng)造了最高日掘進(jìn)21米的當(dāng)?shù)囟軜?gòu)施工新紀(jì)錄。
馬來(lái)西亞項(xiàng)目成功后，中鐵裝備制造的盾構(gòu)機(jī)幾經(jīng)周折敲開(kāi)了以高標(biāo)準(zhǔn)著稱(chēng)的新加坡市場(chǎng)，之后又走向非洲、中東地區(qū)。就連盾構(gòu)機(jī)的“原產(chǎn)地”歐洲，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的品牌效應(yīng)也已顯現(xiàn)。
2019年12月，兩臺(tái)大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在鄭州下線，用在巴黎地鐵16號(hào)線項(xiàng)目建設(shè)。這是中國(guó)盾構(gòu)機(jī)第一次反向出口到世界盾構(gòu)機(jī)的發(fā)源地和制造強(qiáng)國(guó)，中國(guó)掘進(jìn)機(jī)自此順利進(jìn)入全球頂級(jí)高端市場(chǎng)，打破了國(guó)外掘進(jìn)機(jī)企業(yè)對(duì)高端市場(chǎng)的壟斷。
“我們?cè)诤Ｍ夂屯薪涣鲿r(shí)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)正在逐漸打破他們的原有認(rèn)知——價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)并不是我們占據(jù)市場(chǎng)的核心原因，過(guò)硬的技術(shù)才是。而且我們?cè)诠て凇⒓夹g(shù)創(chuàng)新能力以及后續(xù)服務(wù)方面，都能保障好客戶(hù)的利益?！辈穳阎颈硎?。
從2012年至今，中鐵裝備已有超百臺(tái)盾構(gòu)機(jī)陸續(xù)出口至德國(guó)、法國(guó)等32個(gè)國(guó)家和地區(qū)，產(chǎn)銷(xiāo)量連續(xù)6年世界第一。其中，在共建“一帶一路”國(guó)家馬來(lái)西亞、新加坡、格魯吉亞等地的隧道工程項(xiàng)目中，也都有中國(guó)盾構(gòu)機(jī)的身影。
“出口一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，就是送出一張中國(guó)名片?！苯?jīng)過(guò)十多年奮斗，中國(guó)盾構(gòu)已實(shí)現(xiàn)從“跟跑”向“并跑”和部分“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變，“未來(lái)要在智能化、多功能多模式化、異形硬巖掘進(jìn)機(jī)及關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化上更進(jìn)一步，這是我們的努力方向?！崩罱ū蟊硎?。(作者：沈東方 來(lái)源：中國(guó)紀(jì)檢監(jiān)察報(bào)）
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