在新中國成立的70年里，一代代建設(shè)者們逢山開路、遇水架橋，不畏艱險(xiǎn)、不甘人后，為國家前行貢獻(xiàn)著智慧、汗水和力量，為新中國締造了一個(gè)個(gè)人間奇跡般的超級(jí)工程，高等級(jí)公路、高鐵、地鐵……種種交通設(shè)施縱橫交錯(cuò)，連接著城市與鄉(xiāng)村，人們的生活因此更加美好。

惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟創(chuàng)新者勝。裝備制造業(yè)是一個(gè)國家制造業(yè)的脊梁，如果裝備技術(shù)落后，許多重大工程就難以順利開展。隨著科技創(chuàng)新，我國掘進(jìn)裝備技術(shù)水平逐漸邁入了世界前列，大國重器開始走出國門，活躍在許許多多國際超級(jí)工程中，盾構(gòu)機(jī)就是一個(gè)典型的代表。

夢(mèng)想成真

9月27日，由中國鐵建重工自主研制的一臺(tái)直徑11米級(jí)盾構(gòu)機(jī)從上海啟航，前往莫斯科參與地鐵隧道挖掘施工，這是中國向歐洲出口的最大直徑的盾構(gòu)機(jī)。就在此前一個(gè)月，由中鐵工程裝備集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的兩臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)成功下線，也將出口丹麥，中國盾構(gòu)機(jī)首次打入北歐市場(chǎng)。

“夢(mèng)想的這一天終于來了！我們已經(jīng)成為盾構(gòu)技術(shù)強(qiáng)國，可以和發(fā)達(dá)國家并跑了。”前方捷報(bào)頻傳，全國政協(xié)委員、中國工程院院士、國家重大基礎(chǔ)研究（973）項(xiàng)目首席科學(xué)家楊華勇難掩內(nèi)心的振奮。這些年，他與中鐵裝備、鐵建重工等企業(yè)穩(wěn)定精誠合作，使國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)從無到有、從有到強(qiáng)，我們國家擁有了盾構(gòu)機(jī)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

在新中國建設(shè)的起步階段，盾構(gòu)機(jī)的需求已經(jīng)開始凸顯了。上世紀(jì)50年代中期，中央批準(zhǔn)北京修建地鐵1號(hào)線。由于沒有專業(yè)掘進(jìn)設(shè)備，地鐵隧道挖掘進(jìn)度緩慢。得知這個(gè)情況后，周恩來總理指示科委立項(xiàng)研制盾構(gòu)機(jī)。無奈當(dāng)時(shí)的技術(shù)欠缺太多，盡管趕做出來一臺(tái)樣機(jī)，只是掘進(jìn)了100米左右就停止了工作，12公里長、近10米深的隧道修建基本上全部依賴中鐵建的前身——鐵道兵戰(zhàn)士夜以繼日地人工挖掘。

上世紀(jì)90年代中期，國家經(jīng)濟(jì)開始騰飛，重大工程建設(shè)項(xiàng)目遍地開花。在龐大的剛需面前，上海、廣州等一線城市不得不斥巨資從日本、德國等國家進(jìn)口五六千萬元一臺(tái)的盾構(gòu)機(jī)，然而這個(gè)舶來品不僅價(jià)格令人咋舌，維護(hù)起來也特別麻煩。

“比如，一臺(tái)6.3米直徑的進(jìn)口地鐵盾構(gòu)機(jī)，從廣州登陸5000萬元人民幣左右，一路北上，身價(jià)飆升，到北京就達(dá)到了6000多萬元。為此，一些企業(yè)只好用二手盾構(gòu)?！睏钊A勇說，不僅如此，由于外方設(shè)置了技術(shù)壁壘，不允許中方參與設(shè)備維修，維修工時(shí)也取決于外方。外方派來的專家，是從飛機(jī)離開家就開始計(jì)工時(shí)費(fèi)，加上吃住行等費(fèi)用，每天要花掉中國企業(yè)將近3000美金。板子打在施工企業(yè)的身上，疼到無法言語。

落后就要仰人鼻息。我國各地高鐵、高速公路、地鐵以及西氣東輸?shù)戎卮蠊こ汤?，盾?gòu)機(jī)都不可替代。面對(duì)現(xiàn)實(shí)，這樣的大國重器一定要掌握在自己手中！

一頁翻過，換了人間。如今，僅中鐵裝備和鐵建重工兩家企業(yè)的盾構(gòu)產(chǎn)品，就批量出口到20多個(gè)國家。從進(jìn)口盾構(gòu)一統(tǒng)天下，到僅中鐵裝備一家公司年產(chǎn)盾構(gòu)就能達(dá)到180臺(tái)，盾構(gòu)機(jī)成為繼高鐵后中國企業(yè)走出去的又一張“金名片”。失去了中國這個(gè)最大的出口市場(chǎng)，曾經(jīng)遙不可及的發(fā)達(dá)國家的盾構(gòu)機(jī)公司，或破產(chǎn)或被中國企業(yè)收購。

2014年，習(xí)近平總書記在視察中鐵工程裝備集團(tuán)時(shí)說，盾構(gòu)技術(shù)是工程上的“穿山甲”，有了這個(gè)技術(shù)，很多難題就可以解決，工程的效率、安全得到了巨大提升和保障。也是在那時(shí)，總書記提出，“推動(dòng)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”。

今非昔比。今年6月2日，在北京地鐵的施工現(xiàn)場(chǎng)，國產(chǎn)“正陽一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正在工作。這個(gè)龐然大物的啟動(dòng)，意味著貫穿北京城的“地下中軸線”的8號(hào)線三期工程王府井到前門區(qū)開始掘進(jìn)。從鐵道兵到中鐵建，不只是一個(gè)企業(yè)名號(hào)的更迭，更展示著大國奮進(jìn)的騰騰足音和堅(jiān)強(qiáng)實(shí)力。與此同時(shí)，中鐵建莫斯科地鐵項(xiàng)目施工也在進(jìn)行中，這個(gè)項(xiàng)目是中國企業(yè)首次在海外市場(chǎng)實(shí)施大直徑地鐵盾構(gòu)工程，在國際舞臺(tái)上展示著中國機(jī)械工業(yè)的領(lǐng)先水平。

“中國的巨型盾構(gòu)將在3至5年內(nèi)挑戰(zhàn)世界之最，盾構(gòu)機(jī)直徑將達(dá)18米?！睏钊A勇介紹。僅僅10余年，中國盾構(gòu)機(jī)就實(shí)現(xiàn)了從無到有，從有到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。

赤子之心

盾構(gòu)機(jī)100多年前誕生于英國，德國、日本等制造強(qiáng)國后來居上。楊華勇曾在英倫學(xué)習(xí)流體傳動(dòng)及控制專業(yè)，但他第一次接觸到盾構(gòu)機(jī)還是在浙江大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里。

那是上世紀(jì)90年代的一天，正在黃浦江下開展隧道作業(yè)的一臺(tái)進(jìn)口二手盾構(gòu)機(jī)突然停止不動(dòng)了，面對(duì)這臺(tái)笨重的“洋家伙”，施工人員面面相覷，不知道該怎么辦。一想到要求助外方，那高昂的費(fèi)用和不知要拖到多久的維修期限，他們就犯愁。在一位領(lǐng)導(dǎo)的提議下，機(jī)器上損壞的一個(gè)關(guān)鍵部位被運(yùn)到了機(jī)械專家楊華勇面前“求醫(yī)”。

一番折騰后，機(jī)器修好了。從那以后，楊華勇也與盾構(gòu)分不開了，他成了隧道里的“急診醫(yī)生”，不時(shí)參與“會(huì)診”。而盾構(gòu)機(jī)的昂貴維修費(fèi)用和外方苛刻的條件也刺激了他，“我們要是有自己的盾構(gòu)機(jī)，該多好??！”他開始為國產(chǎn)盾構(gòu)的立項(xiàng)論證奔走呼號(hào)，常常自費(fèi)跑到北京參與各種研討會(huì)。時(shí)間一長，反對(duì)聲大，又沒有經(jīng)費(fèi)著落，不少機(jī)構(gòu)退出去忙別的事情了。

在共和國的故事里，人們常常能聽到科學(xué)家們?yōu)榱藝业慕ㄔO(shè)發(fā)展展示出的赤子之心。正當(dāng)楊華勇一籌莫展時(shí)，契機(jī)出現(xiàn)了。知道各大城市的建設(shè)都受制于進(jìn)口盾構(gòu)后，“中國近代力學(xué)之父”錢偉長高瞻遠(yuǎn)矚，看到未來盾構(gòu)市場(chǎng)的巨大潛力，致信黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人，呼吁盡快結(jié)束大筆費(fèi)用拱手讓給發(fā)達(dá)國家，中國沒有自己的隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)的尷尬局面。

2002年，科技部將盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)列入“863”計(jì)劃，具體負(fù)責(zé)論證可行性的工作由楊華勇負(fù)責(zé)。杭州、上海、廣州、北京……每個(gè)月，相關(guān)機(jī)構(gòu)都要變換地方做進(jìn)一步的調(diào)研，尋找自主研制可行的技術(shù)路線?！罢蘸J畫瓢很簡單，但我們的目標(biāo)是掌握核心技術(shù)，做自主研發(fā)?！睏钊A勇說。盾構(gòu)機(jī)的電液驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是核心關(guān)鍵部分，被稱為盾構(gòu)機(jī)的“心臟”。在最初的科研中，科學(xué)家們化整為零，由三家企業(yè)牽頭，聯(lián)合幾家高校分別承擔(dān)一部分難題，楊華勇承擔(dān)的就是“心臟”部分。從拆德國舊盾構(gòu)機(jī)做起，把液壓和電控系統(tǒng)、刀盤一一改裝。在夙興夜寐研發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)的電液驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)后，改裝好的盾構(gòu)機(jī)在上海地鐵2號(hào)線延長線掘進(jìn)試驗(yàn)成功。

隨后，我國自主研發(fā)盾構(gòu)機(jī)開始推進(jìn)。以中鐵隧道集團(tuán)和上海隧道股份公司為牽頭企業(yè)，致力于盾構(gòu)機(jī)的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。2007年，浙江大學(xué)楊華勇團(tuán)隊(duì)與中鐵隧道集團(tuán)等多家單位開展合作，推出第一臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合盾構(gòu)機(jī)“中鐵一號(hào)”。中國中鐵股份公司網(wǎng)站于2009年4月10日發(fā)布了一則消息，“中國中鐵一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)在天津地鐵三號(hào)線盾構(gòu)工地成功始發(fā)，通過天津市建委組織的驗(yàn)收，標(biāo)志著該臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

我國盾構(gòu)機(jī)走上自主研發(fā)之路，中國盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)也開始了迅猛發(fā)展的十年，擺脫了外方束縛，走出了自己的發(fā)展道路。

2013年，楊華勇當(dāng)選為中國工程院院士。穿江越海，穿山越嶺……大國重器盾構(gòu)機(jī)，在崛起中的國家閃耀光芒，為中國強(qiáng)起來貢獻(xiàn)力量。

通往未來

一件事情成功后，回首向來蕭瑟處，總是多有感觸。楊華勇笑著說，感觸最多的，可能就是那些“不相信”了——

在盾構(gòu)機(jī)立項(xiàng)之初，一些機(jī)械裝備專家不相信這個(gè)龐然大物能由中國自己的科研人員做得出來且還真有用；“中鐵一號(hào)”成功在河南新鄉(xiāng)下線后，制造者們?cè)鴳汛е@個(gè)“寶貝”在國內(nèi)外市場(chǎng)遇冷，完全沒有用武之地，潛在客戶不相信產(chǎn)品質(zhì)量，沒有人敢貿(mào)然默許其在隧道掘進(jìn)施工中試用……

“當(dāng)時(shí)有一種說法，超過百萬元的機(jī)電設(shè)備，中國不太可能做出來。即使做出了樣機(jī)，也不可能量產(chǎn)?！睏钊A勇說。要打消人們的疑慮，只能用產(chǎn)品實(shí)力說話?？嘈娜?，天不負(fù)。2008年，“中鐵一號(hào)”在天津地鐵的施工中與進(jìn)口盾構(gòu)“同臺(tái)競技”，結(jié)果證明國產(chǎn)樣機(jī)安全性和工作效率等技術(shù)指標(biāo)不輸于進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)，一戰(zhàn)成名后，一下子換來8臺(tái)訂單。

在重慶、青島等一些城市，建隧道碰到巖石多，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)滿足不了這種硬巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)，硬巖掘進(jìn)機(jī)的研制應(yīng)運(yùn)而生。2014年末和2015年初，鐵建重工和中鐵裝備分別自主研制的國產(chǎn)首臺(tái)大直徑全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（敞開式TBM）分別在長沙和鄭州成功下線。2017年，我國自主研制的首臺(tái)TBM硬巖掘進(jìn)機(jī)參與了國家“十三五”水利建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目——吉林省中部城市引松供水工程的施工，為其如期在2019年年底建成通水奠定了基礎(chǔ)。自此，十多年的持續(xù)努力結(jié)出了碩果，性能不變、造價(jià)降低近40%的國產(chǎn)硬巖掘進(jìn)裝備放量全面占領(lǐng)超過全球70%的市場(chǎng)；同時(shí)，中國TBM還出現(xiàn)在國外的黎巴嫩供水、老撾水電站、伊朗引水等工程中。

楊華勇還記得，10多年前，與鐵建重工開始合作研制盾構(gòu)機(jī)時(shí)，他應(yīng)邀到長沙考察，入眼只有推土的景象，連一個(gè)像樣的車間都沒有。可時(shí)隔不到一年他再去時(shí)，一系列現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)車間已經(jīng)成體系正式使用了。從盾構(gòu)機(jī)到硬巖掘進(jìn)機(jī)，鐵建重工熱忱的渴望，高效的執(zhí)行力，令他對(duì)中國隧道裝備的未來充滿信心。

凡是過往，皆為序章。眼下，楊華勇領(lǐng)著產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)著眼于智能盾構(gòu)的研究?！耙?yàn)榫蜻M(jìn)裝備市場(chǎng)在中國企業(yè)手上，技術(shù)未來的發(fā)展當(dāng)然應(yīng)該由我們自己來引領(lǐng)。”盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)運(yùn)行中遇到各種各樣地質(zhì)與裝備的問題，都需要司機(jī)及時(shí)做出很多決策，因此司機(jī)的培養(yǎng)周期很長。未來，隨著技術(shù)進(jìn)步，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)直接抵達(dá)總部各部門?！袄缫粋€(gè)遠(yuǎn)在以色列特拉維夫的工地在盾構(gòu)施工中遇到問題，工作人員不必到現(xiàn)場(chǎng)，在辦公室就可以做出正確的決策，實(shí)時(shí)協(xié)助司機(jī)解決萬里外的問題。不久的將來，還可以讓機(jī)器人去換盾構(gòu)機(jī)已損壞磨損的刀頭。可期的未來，司機(jī)可以被部分替代或完全替代?！?/p>

年少時(shí)讀《居里夫人傳》這本書，深深影響了楊華勇的思想和人生。如今千帆過盡，在科研道路上取得矚目成就的他仍舊相信，對(duì)于未知世界,應(yīng)該去探索去發(fā)現(xiàn)。

中國裝備

裝備中國

●1969年,中國首條地鐵——北京地鐵一期工程正式通車。如今，一號(hào)線仍然是北京城市交通的主力軍，每年運(yùn)送著上千萬的旅客。

2004年，上海隧道股份研制成功中國第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)水平的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)“先行號(hào)”，并與國外聯(lián)合制造出刀盤直徑達(dá)15.43米的超大直徑盾構(gòu)機(jī)。

●2008年5月，振華重工成功交付當(dāng)前世界起重量最大的“藍(lán)鯨號(hào)”7500噸單臂架全回轉(zhuǎn)自航浮式起重船。起重船是在水上將重物從一處安放到另一處的特種船舶，是海上油氣田開采等海上工程的緊俏裝備。

●2008年8月1日，中國第一條350公里/小時(shí)的高速鐵路——京津城際鐵路正式開通運(yùn)營，此后高速鐵路在中國得到了飛速發(fā)展。

●2009年，中鐵裝備第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)“中國中鐵一號(hào)”順利下線。標(biāo)志著國產(chǎn)盾構(gòu)從無到有具有劃時(shí)代的意義，也標(biāo)志著中鐵裝備從此拉開了盾構(gòu)國產(chǎn)化的大門，與世界盾構(gòu)制造商將同臺(tái)競技。

●2013年7月，徐工集團(tuán)與中石化第十建設(shè)有限公司聯(lián)合研發(fā)的世界上單臺(tái)起重能力最強(qiáng)的履帶式起重機(jī)——4000噸級(jí)起重機(jī)成功啟用。

●2013年7月，創(chuàng)吉尼斯世界紀(jì)錄的世界最長臂架混凝土泵車——中聯(lián)重科101米碳纖維臂架泵車在“華中第一高樓”武漢中心進(jìn)行正式施工首秀。

●2016年，中鐵裝備研制的世界首臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)成功下線，這標(biāo)志著我國的異型掘進(jìn)技術(shù)走在了世界前列。中鐵重工自主研制的首臺(tái)高鐵大直徑泥水盾構(gòu)和首臺(tái)鐵路雙線超大直徑泥水盾構(gòu)在長沙正式下線。兩臺(tái)國產(chǎn)大直徑泥水平衡盾構(gòu)的成功研制,標(biāo)志著我國已經(jīng)打破了國外企業(yè)在大型隧道掘進(jìn)機(jī)裝備領(lǐng)域的技術(shù)和市場(chǎng)壟斷地位。