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、不甘人后，為國家前行貢獻著智慧、汗水和力量，為新中國締造了一個個人間奇跡般的超級工程，高等級公路、高鐵、地鐵……種種交通設(shè)施縱橫交錯，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，惟創(chuàng)新者勝。裝備制造業(yè)是一個國家制造業(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工程中，盾構(gòu)機就是一個典型的代表。

夢想成真

9月27日，由中國鐵建重工自主研制的一臺直徑11米級盾構(gòu)機從上海啟航，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。就在此前一個月，由中鐵工程裝備集團設(shè)計制造的兩臺土壓平衡盾構(gòu)機成功下線，也將出口丹麥，中國盾構(gòu)機首次打入北歐市場。

“夢想的這一天終于來了！我們已經(jīng)成為盾構(gòu)技術(shù)強國，可以和發(fā)達國家并跑了?！鼻胺浇輬箢l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)機從無到有、從有到強，我們國家擁有了盾構(gòu)機的自主知識產(chǎn)權(quán)。

在新中國建設(shè)的起步階段，盾構(gòu)機的需求已經(jīng)開始凸顯了。上世紀50年代中期，中央批準北京修建地鐵1號線。由于沒有專業(yè)掘進設(shè)備，地鐵隧道挖掘進度緩慢。得知這個情況后，周恩來總理指示科委立項研制盾構(gòu)機。無奈當時的技術(shù)欠缺太多，盡管趕做出來一臺樣機，只是掘進了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90年代中期，國家經(jīng)濟開始騰飛，重大工程建設(shè)項目遍地開花。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、德國等國家進口五六千萬元一臺的盾構(gòu)機，然而這個舶來品不僅價格令人咋舌，維護起來也特別麻煩。

“比如，一臺6.3米直徑的進口地鐵盾構(gòu)機，從廣州登陸5000萬元人民幣左右，一路北上，身價飆升，到北京就達到了6000多萬元。為此，一些企業(yè)只好用二手盾構(gòu)。”楊華勇說，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，維修工時也取決于外方。外方派來的專家，是從飛機離開家就開始計工時費，加上吃住行等費用，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)戎卮蠊こ汤铮軜?gòu)機都不可替代。面對現(xiàn)實，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多個國家。從進口盾構(gòu)一統(tǒng)天下，到僅中鐵裝備一家公司年產(chǎn)盾構(gòu)就能達到180臺，盾構(gòu)機成為繼高鐵后中國企業(yè)走出去的又一張“金名片”。失去了中國這個最大的出口市場，曾經(jīng)遙不可及的發(fā)達國家的盾構(gòu)機公司，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時說，盾構(gòu)技術(shù)是工程上的“穿山甲”，有了這個技術(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，總書記提出，“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”。

今非昔比。今年6月2日，在北京地鐵的施工現(xiàn)場，國產(chǎn)“正陽一號”盾構(gòu)機正在工作。這個龐然大物的啟動，意味著貫穿北京城的“地下中軸線”的8號線三期工程王府井到前門區(qū)開始掘進。從鐵道兵到中鐵建，不只是一個企業(yè)名號的更迭，更展示著大國奮進的騰騰足音和堅強實力。與此同時，中鐵建莫斯科地鐵項目施工也在進行中，這個項目是中國企業(yè)首次在海外市場實施大直徑地鐵盾構(gòu)工程，在國際舞臺上展示著中國機械工業(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)機直徑將達18米?！睏钊A勇介紹。僅僅10余年，中國盾構(gòu)機就實現(xiàn)了從無到有，從有到強的轉(zhuǎn)變。

赤子之心

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

那是上世紀90年代的一天，正在黃浦江下開展隧道作業(yè)的一臺進口二手盾構(gòu)機突然停止不動了，面對這臺笨重的“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，機器上損壞的一個關(guān)鍵部位被運到了機械專家楊華勇面前“求醫(yī)”。

一番折騰后，機器修好了。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”，不時參與“會診”。而盾構(gòu)機的昂貴維修費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，該多好??！”他開始為國產(chǎn)盾構(gòu)的立項論證奔走呼號，常常自費跑到北京參與各種研討會。時間一長，反對聲大，又沒有經(jīng)費著落，不少機構(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。正當楊華勇一籌莫展時，契機出現(xiàn)了。知道各大城市的建設(shè)都受制于進口盾構(gòu)后，“中國近代力學(xué)之父”錢偉長高瞻遠矚，看到未來盾構(gòu)市場的巨大潛力，致信黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人，呼吁盡快結(jié)束大筆費用拱手讓給發(fā)達國家，中國沒有自己的隧道掘進機產(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”計劃，具體負責論證可行性的工作由楊華勇負責。杭州、上海、廣州、北京……每個月，相關(guān)機構(gòu)都要變換地方做進一步的調(diào)研，尋找自主研制可行的技術(shù)路線?！罢蘸J畫瓢很簡單，但我們的目標是掌握核心技術(shù)，做自主研發(fā)?！睏钊A勇說。盾構(gòu)機的電液驅(qū)動和控制系統(tǒng)是核心關(guān)鍵部分，被稱為盾構(gòu)機的“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一部分難題，楊華勇承擔的就是“心臟”部分。從拆德國舊盾構(gòu)機做起，把液壓和電控系統(tǒng)、刀盤一一改裝。在夙興夜寐研發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機的電液驅(qū)動和控制系統(tǒng)后，改裝好的盾構(gòu)機在上海地鐵2號線延長線掘進試驗成功。

隨后，我國自主研發(fā)盾構(gòu)機開始推進。以中鐵隧道集團和上海隧道股份公司為牽頭企業(yè)，致力于盾構(gòu)機的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。2007年，浙江大學(xué)楊華勇團隊與中鐵隧道集團等多家單位開展合作，推出第一臺自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合盾構(gòu)機“中鐵一號”。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”盾構(gòu)機在天津地鐵三號線盾構(gòu)工地成功始發(fā)，通過天津市建委組織的驗收，標志著該臺盾構(gòu)機的各項技術(shù)指標和性能均達到國際領(lǐng)先水平。

我國盾構(gòu)機走上自主研發(fā)之路，中國盾構(gòu)機產(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，在崛起中的國家閃耀光芒，為中國強起來貢獻力量。

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)機立項之初，一些機械裝備專家不相信這個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”成功在河南新鄉(xiāng)下線后，制造者們曾懷揣著這個“寶貝”在國內(nèi)外市場遇冷，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施工中試用……

“當時有一種說法，超過百萬元的機電設(shè)備，中國不太可能做出來。即使做出了樣機，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)品實力說話。苦心人，天不負。2008年，“中鐵一號”在天津地鐵的施工中與進口盾構(gòu)“同臺競技”，結(jié)果證明國產(chǎn)樣機安全性和工作效率等技術(shù)指標不輸于進口盾構(gòu)機，一戰(zhàn)成名后，一下子換來8臺訂單。

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)機已經(jīng)滿足不了這種硬巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)，硬巖掘進機的研制應(yīng)運而生。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)首臺大直徑全斷面巖石隧道掘進機（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TBM硬巖掘進機參與了國家“十三五”水利建設(shè)重點項目——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、造價降低近40%的國產(chǎn)硬巖掘進裝備放量全面占領(lǐng)超過全球70%的市場；同時，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)機時，他應(yīng)邀到長沙考察，入眼只有推土的景象，連一個像樣的車間都沒有。可時隔不到一年他再去時，一系列現(xiàn)代化標準的盾構(gòu)機生產(chǎn)車間已經(jīng)成體系正式使用了。從盾構(gòu)機到硬巖掘進機，鐵建重工熱忱的渴望，高效的執(zhí)行力，令他對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)研團隊著眼于智能盾構(gòu)的研究。“因為掘進裝備市場在中國企業(yè)手上，技術(shù)未來的發(fā)展當然應(yīng)該由我們自己來引領(lǐng)?！倍軜?gòu)機在掘進運行中遇到各種各樣地質(zhì)與裝備的問題，都需要司機及時做出很多決策，因此司機的培養(yǎng)周期很長。未來，隨著技術(shù)進步，數(shù)據(jù)實時直接抵達總部各部門?！袄缫粋€遠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，在辦公室就可以做出正確的決策，實時協(xié)助司機解決萬里外的問題。不久的將來，還可以讓機器人去換盾構(gòu)機已損壞磨損的刀頭?？善诘奈磥恚緳C可以被部分替代或完全替代。”

年少時讀《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，一號線仍然是北京城市交通的主力軍，每年運送著上千萬的旅客。

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

●2008年5月，振華重工成功交付當前世界起重量最大的“藍鯨號”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/小時的高速鐵路——京津城際鐵路正式開通運營，此后高速鐵路在中國得到了飛速發(fā)展。

●2009年，中鐵裝備第一臺盾構(gòu)機“中國中鐵一號”順利下線。標志著國產(chǎn)盾構(gòu)從無到有具有劃時代的意義，也標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)制造商將同臺競技。

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

●2013年7月，創(chuàng)吉尼斯世界紀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”武漢中心進行正式施工首秀。

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