你见过哪些「他们都不看好你,可偏偏你最争气」的故事正在发生?

发布时间:
2024-09-30 00:55
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谢邀 @央视新闻

关于这个问题,作为国产“争气机”——盾构机的研发团队,我们有些话想说。

我觉得我们挺争气的。

对于盾构机,以前我们只能远远看着,望机兴叹。

二十多年前,北京地铁一处修建现场,一台从德国进口的盾构机正在运行。来此参观的科技日报记者问施工单位的专家:“我们能不能组织科技力量攻关,造出中国自己的隧道盾构机?”专家回答说:“想都不要想,盾构机技术太复杂,对材料要求极高,我们造不出来!”

不死心的他又给国内机械行业的一位总工程师打去电话,对方回答:“国内许多生产厂家、研究机构都有这种想法,但时至今日毫无进展。我敢肯定,在目前的技术条件下,国内研制盾构机是不可能的。”

2023年11月2日,我们亲手造出的小直径土压盾构机“中铁1144号”在德国汉堡热能隧道项目顺利始发。

2024年2月27日,我们研制的“中铁777号”“中铁778号”两台盾构机圆满完成巴黎地铁全部掘进任务。

曾被认为“不可能研制成功的中国盾构”,早已经成为畅销“一带一路”新国货!

好了,爽文结束之后,咱聊点实在的。

上天有“神舟”,下海有“蛟龙”,入地有“盾构”。作为集机械、电气、液压、传感、信息、力学、导向研究等技术于一体,隧道掘进机被公认为是衡量一个国家装备制造业水平和能力高低的重大关键装备,又被称之为“机械制造皇冠上的明珠”,其中一类是地铁施工的盾构机应用最多,所以在国内多被称为盾构机

中国盾构从零起步,仅仅用了二十多年,便跨越了西方工业强国的百年历程,实现从追赶到并跑,再到部分领跑的跨越。这样一场漂亮的翻身仗,是靠无数中国工程师“憋着一口气”打出来的。

中铁778号盾构机在法国巴黎地铁贯穿

要造中国人自己的盾构!

时间回到上世纪90年代,彼时,我们刚花7个亿从德国进口了两台硬岩掘进机,这是我国第一次在山岭隧道施工中使用大型装备。靠着这个设备,工期缩短了10个月,安全性也极大提升。但随着时间推移,议价无话语权、技术被封锁、售后不及时等状况却深深刺痛了我们:

比如,我们的工程师想学习盾构机原理,外国工程师在维修时却要支开你,让你帮忙拿个扳手、递个锤子,等你东西拿回来了,人家也修好了。服务费还是从上飞机就开始,

我们不仅要负责往返交通、食宿,还要支付高昂的咨询费/服务费……

凭什么要受这气?我们搞技术的,不服气!

依托国家“863”计划的隧道掘进机实验室揭牌成立

为打破西方技术垄断,2002年,我们承担的“隧道掘进机关键技术研究”被科技部列入“国家高技术研究发展计划”(简称“863计划”)。863计划是以政府为主导、以一些有限的领域为研究目标的一个基础研究的国家性计划,定位于解决事关国家长远发展和国家安全的战略性、前沿性和前瞻性的高技术问题。

一个月后,中铁隧道集团成立了盾构机研发项目组,在经费不足的情况下,第一批投了4000万元,初期项目组总共18人。

有人知道后说我们是异想天开!要知道,盾构机号称“工程机械之王”,零部件多达数万个,一个控制系统就有2000多个控制点。当时,我和身边不少的同事都刚刚走出校门,很多人连盾构机的面儿都没见过。

项目组没有技术指导,一切从零起步。研发启动后,我们能做的,就是用最传统的“笨方法”——跟班作业!

钻隧道、爬高坡、下井坑,我们跑遍了所有有地铁施工的城市,一天从早到晚都在隧道里观察盾构机,和项目人员一起跟班作业,白天“开盾构”,晚上搞研究。

就这样,我们的研发人员,硬是从看实物和设计图纸干起,一根根管子排查、一个个元器件核对,一点一滴比较参数、核实数据、查阅资料......

当时项目组遇到最大的困难就是刀盘设计,不清楚刀盘设计、刀具布置到底与地质是什么关系?搞懂设计后,制造又让大家犯了难。仅是弄清刀盘刀具问题,我们就花了约5年的时间。

刀盘属于大直径薄壁件,刚开始做的时候,一焊就变形,再一焊直接就开裂了!之后,我们修改了十几版设计方案,不断改进焊接工艺才搞定。

前方挑战还有很多很多,被禁运的进口陶瓷球阀、价格高昂的控制系统……

终于,在投入大量人力物力,克服重重困难之后,我国首台具有自主知识产权的“中国中铁1号”复合式土压平衡盾构机于2008年下线。

次年,“中国中铁1号”在天津迎来首秀。记得当时我们无比紧张,因为盾构机要下穿张学良故居和“瓷房子”等文保单位,估值十多个亿。而我们这台盾构机才值几千万,万一真出了事,赔都赔不起!

还好,“中铁1号”非常争气!

2009年6月8日,这是一个具有历史意义的日子。这一天,天津地铁三号线营和右线区间顺利贯通,施工实际沉降控制在3毫米以内,“中铁1号”的表现非常好!当地铁贯通时,不少中铁人流下了激动的泪水。天津市有关部门起初以为用于施工的是进口盾构机,当得知是我国自主研发的第一台复合式盾构机,既惊讶又自豪!

2009年“中铁1号”在天津地铁3号线区间贯通

要造中国最好的盾构!

“中铁一号”的首战告捷意味着“外国盾构”一统天下的局面被打破。但国产盾构机的崛起之路远没有这么容易。

虽然我们盾构机价格比进口低,但毕竟咱们起步晚,市场还是不认可。因为害怕耽误工期,许多大型项目施工方仍旧宁愿花大价钱进口国外的产品。

直到2012年,我们才迎来证明自己的“关键战役”。

当时,成都地铁一号线修建时,用的全是进口盾构机。成都地质施工条件非常复杂,属于富水砂卵石地层,一般的盾构很难适应,进口盾构机都不同程度出现了“水土不服”的现象。

这么难得条件,进口盾构都不能顺利掘进,刚自主化的国产盾构能行吗?所有人心里都打了问号。

为了争取宝贵的机会,我们团队拿着方案一次次奔赴成都,找业主争取机会。一次不行两次,两次不行四次。最后我也记不得找了业主多少次,终于争取到了4台盾构的入场资格。

刚开始施工时,我们的盾构机还发生了堵仓现象,我们的专家即刻根据成都富水砂卵石的地质条件,对刀盘进行了针对性改造,彻底解决了堵仓的问题。最后,我们国产盾构机提前一个月完成隧道掘进任务,比国外盾构掘进得还顺畅,得到了业主的高度评价。中铁装备顺势出击,又在成都一举拿下17台盾构订单。后来的外国盾构,还要借鉴我们的设计思路,国产盾构从此“走红”。

2012年为成都地铁定制的三台盾构机

要造世界最好的盾构!

可能有人会疑惑,为什么盾构机运行时总要修。这是因为盾构机的应用跟地质状况结合很紧密,有时候我们会在地铁下面施工,有时候则要从100多米的深海底部穿越,有时候还要在地震破碎带上掘进……地层不同,刀盘配置、驱动配置,包括系统都会不一样,属于典型的“小众行业 非标定制”。

而中国幅员辽阔,就像一个非常大的地质博物馆,这既给施工带来挑战,却也是咱们锻炼技术的土壤。2013年,我们从百姓民生出发,破解郑州市下穿中州大道不“开膛破肚”施工难题,研制了世界最大断面矩形盾构机。

再之后,世界首台马蹄形盾构

全球首台永磁电机驱动盾构机

国产最大直径土压平衡盾构机

世界首台超小转弯半径硬岩掘进机

国产首台高原高寒大直径硬岩掘进机

世界首台绿色盾构机

......

我们的产品迭代升级越来越快,而且在不少领域都做到了世界顶尖。

2018年,汕头海湾隧道正式掘进。这是我国第一条地处八度地震带、穿越海底复杂地质的超大直径盾构隧道。西线,由我们国产15米级超大直径泥水平衡盾构机负责施工;东线,由进口盾构机负责施工。先后始发、同向掘进。最终,进口盾构机历时736天完成隧道掘进,国产盾构机只用时665天。同样的工程,更短的时间。

事实胜于雄辩,用我们领导的话来说就是:“好的盾构机自己会说话。”

逢山开路,遇水搭桥,穿山越海,是盾构机的传统功能。但在我们研发人员的创新努力下,水利水电、矿山巷道等行业也渐渐用上了这门技术。

就在刚刚过去的2024年9月9日,国产首台大倾角斜井硬岩掘进机“永宁号”在洛宁2号引水斜井精准贯通,刷新了我国在抽水蓄能电站建设领域机械化施工的新纪录,创造了国内机械化全断面开挖斜井新模式。

常见的掘进机在挖掘隧道时,只能在水平方向“直来直往”。对于千吨重、几万个零部件构成的掘进机,坡度每上升一度,从施工安全性到零部件设计,都是极大考验。我们克服了大倾角设备下溜、出渣堵渣、材料运输、流体液压容器自适应等技术难题“永宁号”成功完成挑战,也标志着我国大直径大倾角TBM设计制造能力达到世界领先水平!

国内首台大直径大倾角斜井硬岩掘进机“永宁号”首线贯通

打破技术垄断后,接下来就是打破市场垄断。

早在2012年,中铁装备即将目光投向了海外市场。经过10多次的深入沟通,终于让马来西亚同意签下了两台盾构机。最终,中国制造的盾构机凭借优异的性能,以最高日掘进21米、提前计划工期43天贯通的优异成绩,创造了马来西亚盾构施工新纪录,将同场竞技的外国设备远远甩在身后。

接下来,我们几经周折敲开了以高标准著称的新加坡市场,凭借先进的技术、过硬的质量,逐渐获得了新加坡官方和客户的广泛认可和信赖,并形成了品牌效应。

地下作业的钢铁军团,也随着开放的中国,来到更多国家,成为“一带一路”基建的最强助攻。

2014年,黎巴嫩宣布了开启大贝鲁特供水项目,在此之前,饮水一直是当地难以解决的问题。当地的自来水都不能饮用,要想做饭、喝水,得跑去外面买油桶那么大的纯净水桶存在家里。

为了引水,政府决定从贝鲁特南部31公里的一个山区水库建设引水工程,其中需要打穿一条长达22.73公里的隧道,但引水隧洞只有3.5米的直径,全世界那时都没有那么小的硬岩掘进机。

为此,我们成功研制出了全球最小直径的硬岩掘进机“中铁237号”和“中铁238号”,第二年就发货运往了黎巴嫩,应用在供水项目中,这也是中东地区首次使用来自中国的盾构机。

2018年3月2日,随着工程2号隧洞最后一片岩块轰然碎地,在场的当地民众一片欢呼。2019年,整个引水隧洞项目投入使用,基本解决贝鲁特用水问题,约160万人从中受益。

此役过后,中国的盾构机打响了名号,开始势如破竹地进军海外市场。

“中铁1144号”用于德国汉堡热能隧道项目

2019年1月,出口5台到新加坡。

2018年8月,出口5台到土耳其。

2019年1月,出口阿尔及利亚,首次出口到非洲。

2019年6月,出口意大利,首次进入欧盟国家。

2019年8月,出口丹麦。

2019年12月,出口到法国,将中国盾构机带到了世界盾构机的发源地和制造强国。

2023年7月,国产盾构机施工的波兰最长水下公路隧道通车,彻底改写了当地百年来渡船通勤的历史。

2013年11月,也就是前文说过的,进入德国市场。

我们,终于打了个漂亮的翻身仗!

研制的世界最大直径TBM亮相德国宝马展

如今,中国盾构机成了名副其实的“争气机”。“十年磨一剑”的盾构机产业成长历程,映射着中国制造强国的成长历程,也成为中国民族制造工业逆境崛起的一个缩影。

去年我们参加德国宝马展,发现仅凭肉眼已经不好区分中国制造与欧洲制造了,这背后展现的是我国制造业总体水平的提升

展望未来,面临的施工情况越来越复杂,遇到的挑战也越来越大。客观来说,德国、日本等传统盾构机强国有着悠久的制造历史和深厚的技术底蕴,在一些设计理念、研发细节上依然有很多先发优势。作为后起之秀,我们将继续在核心部件、新材料、创新成果转化等领域加大努力,特别是积极推进智能盾构机和未来掘进机,开展激光、水射流等新型破岩技术、换刀机器人和无人值守智能掘进技术的储备研究,抢占世界掘进机科技制高点。

穿山越海,不忘来时路,“造中国人自己的盾构,造中国最好的盾构,造世界最好的盾构。” 这三句醒目标语不仅刻在我们的车间里,也刻在一代代盾构人的心里。

面对嘲讽与质疑,盾构人用智慧和汗水凝结出最好的产品,予以最直截了当的回击:不管别人看不看好,我们就是很争气!

END