在長江江底60多米深處， 世界最大直徑高鐵盾構(gòu)機(jī)——直徑15.4米的“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)正在崇太長江隧道全速掘進(jìn)，穿山越海推動我國基礎(chǔ)設(shè)施完善。

從0到1再到領(lǐng)先，中國盾構(gòu)自主化研制和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展走出了一條不平凡之路。

“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)順利始發(fā)

近日，“走進(jìn)新國企·科技創(chuàng)新主力軍”融媒體采訪第九站走進(jìn)中國中鐵崇太長江隧道項(xiàng)目，來自新華社、科技日報、工人日報、中國日報、中國新聞社、中國青年報、中國證券報、觀察者網(wǎng)央視網(wǎng)、央廣網(wǎng)、中國網(wǎng)、環(huán)球網(wǎng)、國有資產(chǎn)管理、國資報告、知領(lǐng)、華商韜略、數(shù)智研究所的專家記者，一同來到上海市崇明島，走進(jìn)滬渝蓉高鐵全線控制性咽喉工程——崇太長江隧道項(xiàng)目，了解中鐵盾構(gòu)研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破盾構(gòu)機(jī)技術(shù)壁壘的自主創(chuàng)新故事。

?智能盾構(gòu)馳騁長江底

崇太長江隧道是滬杭客專公司建設(shè)管理、中國中鐵隧道局承建的滬渝蓉高速鐵路（沿江高鐵通道）關(guān)鍵控制性工程。該隧道全長14.25千米，采用單洞雙線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時速350公里，建成通車后，這條隧道將成為全球首條實(shí)現(xiàn)高鐵“過江不減速”的隧道。

要保持高時速在長江底通行，對整個隧道的設(shè)計(jì)施工都有極高要求。承受水壓超高、掘進(jìn)距離超長、地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境敏感……多重技術(shù)難點(diǎn)讓該隧道的施工需要一臺性能極強(qiáng)的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。

2024年4月，“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)從上海市崇明區(qū)3號井始發(fā)。面對如此復(fù)雜、困難的施工環(huán)境，中鐵隧道局建成了“7+N”盾構(gòu)隧道智能建造 V2.0 技術(shù)體系，九大智能成果在崇太長江隧道工程常態(tài)化應(yīng)用。

崇太長江隧道內(nèi)實(shí)景

“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)搭載中鐵隧道局首席專家、隧道掘進(jìn)機(jī)及智能運(yùn)維全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任洪開榮團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“智能掘進(jìn)腦”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“參數(shù)自決策、操作自執(zhí)行”智能掘進(jìn)，使隧道建設(shè)實(shí)現(xiàn)了從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的突破。

其中，作為“重頭戲”的智能掘進(jìn)，中鐵隧道局研發(fā)了盾構(gòu)智能掘進(jìn) I-TBM 系統(tǒng)，突破了盾構(gòu)倉內(nèi)壓力自適應(yīng)、云端預(yù)測數(shù)據(jù)自決策、掘進(jìn)姿態(tài)自巡航、環(huán)流出渣自調(diào)整等核心技術(shù)，掘進(jìn)、環(huán)流、姿態(tài)參數(shù)較人工操作更平穩(wěn)，創(chuàng)造了單月掘進(jìn)718米的最高紀(jì)錄，平均月進(jìn)度達(dá)到600米，成功實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)算法控制的無人化掘進(jìn)的常態(tài)應(yīng)用。

據(jù)悉，目前“領(lǐng)航號”盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)突破5000米掘進(jìn)任務(wù)，以“有人值守、無人操作”的安全平穩(wěn)姿態(tài)自主掘進(jìn)。

?造出屬于中國人自己的盾構(gòu)

相較于現(xiàn)如今的智能化盾構(gòu)機(jī)的批量生產(chǎn)，我國盾構(gòu)機(jī)自主研制有著曲折的歷程。

2014年5月10日，習(xí)近平總書記考察中國中鐵高新工業(yè)旗下中鐵裝備集團(tuán)，作出“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”重要指示，為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了方向。

上天有“神舟”，下海有“蛟龍”，入地有“盾構(gòu)”。盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)、電、液、氣、傳感于一體的大型自動化掘進(jìn)設(shè)備，被稱作“工程機(jī)械之王”，是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。

20世紀(jì)后半葉，中國沒有真正屬于自己的盾構(gòu)。1997年，建設(shè)西康鐵路秦嶺隧道時，花費(fèi) 7億元人民幣從國外采購了兩臺硬巖掘進(jìn)機(jī)。

機(jī)器維修保養(yǎng)時不許中方參加，還拉警戒線；維修進(jìn)度中方說了不算，完全取決于外方……為什么要受這種氣？“因?yàn)闆]有核心技術(shù)就沒有話語權(quán)，永遠(yuǎn)只能受制于人。從那時起，‘造中國人自己的盾構(gòu)’成了我們的夢想。”中國中鐵高級專家李建斌回憶道。

中國中鐵高級專家李建斌

盾構(gòu)機(jī)有刀盤刀具、液壓、電器、泥水、砂礫等五大系統(tǒng)，這五大系統(tǒng)成為國家“863”計(jì)劃中有關(guān)盾構(gòu)研發(fā)的5項(xiàng)課題，由李建斌的團(tuán)隊(duì)承擔(dān)。

一臺盾構(gòu)機(jī)零部件超過兩萬個，單是控制系統(tǒng)就有2000多個控制點(diǎn)。“以我們的能力和水平，照葫蘆畫瓢制作不是難事，但這不是我們的本意，我的出發(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。”李建斌說道。

到處看盾構(gòu)機(jī)，四處找項(xiàng)目，深入隧道現(xiàn)場，一根根管子排查，一個個元器件核對，比較參數(shù)、核實(shí)數(shù)據(jù)、查閱資料，李建斌團(tuán)隊(duì)經(jīng)常奮戰(zhàn)到凌晨。功夫不負(fù)有心人，2008年，中國第一臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)——“中國中鐵1號”成功下線，并在天津地鐵三號線施工項(xiàng)目成功應(yīng)用。自此，中國盾構(gòu)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，國外盾構(gòu)一統(tǒng)天下的格局被打破。

“中國中鐵1號”成功下線

從研制到市場，中國盾構(gòu)品牌效應(yīng)顯現(xiàn)

“我國城市間地域差異，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，單一的盾構(gòu)機(jī)無法滿足要求。就如同劈柴和切豆腐肯定有很大的區(qū)別一樣。”李建斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)著眼全國的需求開展設(shè)計(jì)，“遇到特別硬的巖石，僅僅靠壓力是無法實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的，國外的盾構(gòu)機(jī)也無法從根本上解決，我是搞過隧道施工的，對現(xiàn)場的情況最熟悉，我要把自己的認(rèn)識和實(shí)踐，融入到設(shè)計(jì)理念中去。”

不同地質(zhì)條件需要不同的盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備。李建斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究設(shè)備在不同地質(zhì)條件下，比如硬巖、黃土、沙土中的工作狀態(tài)，逐步攻克了超大直徑、超小直徑、極限工況下的裝備設(shè)計(jì)、制造關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了一大批世界首臺、國內(nèi)首臺的開創(chuàng)性產(chǎn)品，產(chǎn)品直徑覆蓋2米至18米，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外多個領(lǐng)域和重點(diǎn)工程。

2020年9月，中鐵裝備集團(tuán)自主研制的第1000臺盾構(gòu)機(jī)下線，成為國內(nèi)第一家下線隧道掘進(jìn)機(jī)突破1000臺的盾構(gòu)領(lǐng)軍企業(yè)。

李建斌作為我國盾構(gòu)機(jī)自主化研制和產(chǎn)業(yè)化的開拓者，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出了一系列具有奠基性和開創(chuàng)性的中國國內(nèi)首臺和世界首臺產(chǎn)品，累計(jì)研發(fā)盾構(gòu)機(jī)超過1000臺，實(shí)現(xiàn)了中國盾構(gòu)機(jī)從量變到質(zhì)變、從行業(yè)“追隨者”到“引領(lǐng)者”的轉(zhuǎn)變。

市場化是對裝備制造水平的檢驗(yàn)。“從自己制造，到賣給國外，這個過程也充滿了挑戰(zhàn)。”

李建斌清楚記得，2012年，他們第一次參加國際競標(biāo)，國外的業(yè)主單位直言不諱：“你們在中國做得好，但在海外市場沒有經(jīng)驗(yàn)，我對你們非常擔(dān)心。”

李建斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)收購德國老牌掘進(jìn)機(jī)企業(yè)

    先進(jìn)的技術(shù)、過硬的質(zhì)量，形成品牌效應(yīng)，更好地服務(wù)客戶保證工程順利推進(jìn)是設(shè)備海外推廣的關(guān)鍵。

此后多年，不僅是在亞洲、非洲、澳洲、美洲，就連盾構(gòu)機(jī)的“原產(chǎn)地”歐洲，中國盾構(gòu)的品牌效應(yīng)也已顯現(xiàn)成效。近30臺盾構(gòu)機(jī)集群為意大利各大鐵路項(xiàng)目施工保駕護(hù)航；“中鐵777號”“中鐵778號”兩臺土壓平衡盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用法國巴黎地鐵項(xiàng)目；世界最大斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)“高加索號”出口至格魯吉亞，服務(wù)于“一帶一路”重點(diǎn)交通建設(shè)項(xiàng)目。

“走出去的過程中，我們緊盯世界一流，不斷提升技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平，用實(shí)力和真誠獲得了客戶的認(rèn)可與尊重。”李建斌說道。

截至目前，中鐵裝備集團(tuán)各類型盾構(gòu)產(chǎn)品已出口全球5大洲，33個國家和地區(qū)，出口數(shù)量120余臺，產(chǎn)銷量連續(xù)八年世界第一。近年來，中鐵裝備集團(tuán)在加快“走出去”的同時，攜帶中國技術(shù)服務(wù)全球基建發(fā)展，持續(xù)為“一帶一路”高質(zhì)量建設(shè)和世界互聯(lián)互通提供優(yōu)質(zhì)的工程裝備和高品質(zhì)的售后服務(wù)，讓中國造盾構(gòu)機(jī)日益成為擦亮“中國品牌”、暢銷海外的“新國貨”。

面向未來，李建斌的視線已經(jīng)轉(zhuǎn)向舉世矚目、國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)將大顯身手的高原高寒鐵路工程。

三十多年來，隨著為夢想遠(yuǎn)行的腳步，李建斌把足跡留在祖國的崇山峻嶺。如今中國的盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)走向世界，位列國際盾構(gòu)技術(shù)的第一梯隊(duì)，李建斌卻沒有止步，他帶領(lǐng)著研發(fā)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)攻克第四代智能掘進(jìn)機(jī)、第四代半復(fù)合破巖掘進(jìn)機(jī)、第五代無刀掘進(jìn)機(jī)。

【責(zé)任編輯：韓夢圓】