7月23日，CCTV2“经济半小时”栏目播出《全面深化改革进行时：盾构机的创新基因》重磅报道，全方位解读中国中铁装备集团从中国制造到中国创造，实现国产盾构机华丽逆袭的奥秘！ 视频网址：http://tv.cctv.com/2016/07/23/VIDEYS0PT3mt9RgKUCFxW0pa160723.shtml 央视文字报道 我们继续系列报道，全面深化改革进行时。今天我们要关注的是创新这个话题，盾构机又被称为隧道掘进机，它有上百米长，重达数百吨，由数十万个部件组成，由于它主要是应用于地下施工，因此又被形象的称为“穿山甲”，盾构机的制造难度很大，在全球范围内盾构机这个领域，长期的被德国、美国和日本三个制造大国占据着，就在10多年前，我国95％的这种盾形机械，还是依赖进口，可是现在呢？国产盾构机已经占据了国内90％以上的市场，并且开始在国外的地下施工项目当中攻城略地。从无到有，从模仿、学习到与国外品牌同台竞技，短短10多年的时间，中国盾构机的快速的发展又是如何实现的呢？ “让我们以热烈的掌声有请各位领导，共同按动，马蹄形盾构机下线仪式启动球。” 2016年7月17日，在郑州的一个车间里，世界首台马蹄形盾构机在一片欢呼声中成功下线。有别于常规圆形盾构机，这台盾构机的刀盘呈倒“U”形，形似马蹄，因此得到了一个形象的名字——马蹄形盾构机。 它高11米，相当于三层楼高，重达1600吨，可以和一艘军舰的重量相提并论。工序简单，施工速度快，安全性好，这台马蹄形盾构机的亮相，在我国隧道施工工艺与装备发展史上具有里程碑意义，也标志着我国的异形掘进技术走在了世界前列。时光倒退到10多年前，那时的中国，刚刚开始在隧道施工中使用盾构机，当时，这种机器全部要依赖进口。 中国中铁工程装备集团有限公司总经理谭顺辉：“国内没有这样的技术，你必须得买它的，这个时候价格的话语权，是在它那里，它说多少钱就多少钱，你要进行任何一个变更，行，先把价钱加起来再说，由于技术在一定时候，一定阶段占据了最高点，那种傲慢，是让你最不接受的，那种傲慢不是说人性格上的傲慢，而是我占就着这个技术至高点，那种产生这个眼睛往下看你的时候，那种傲慢，很难受。” 1997年，为了建设西康铁路咽喉工程秦岭隧道，中国花费3.5亿元从德国维尔特公司购买了一台全断面硬岩掘进机。这是我国在铁路隧道施工中第一次使用这种现代化的隧道施工装备。中国中铁工程装备集团有限公司总经理谭顺辉是当时的项目经理，使用过程中的一个小故障，让他体会到，对于盾构机而言，花钱的人未必就是上帝。 中国中铁工程装备集团有限公司总经理谭顺辉：“我发动了我的调度部门，我的对口跟他们对口工作的翻译，跟他们对口工作的这个技术老总，去找他们来，不行，星期一再说，上班再说，很伤心，很伤心，就是我们中国人花了这么多的钱，买了这么个产品，还买了这么一个，受屈辱这种服务，我们是不心甘的。” 一台掘进机停工，每天都会带来近百万元的损失。可是德国专家严守8小时工作制，周末不加班，甚至从走出家门那一刻便开始计算费用，一个小时的工资就达到600到800欧元。高昂的成本、闹心的售后服务让中国在盾构机的应用上处处受制于人。 而对于正在发展的中国来说，铁路、公路、水利、城市地铁、海底隧道等大量基础设施的建设，对盾构机的需求占到了全球60％以上，自主研发生产盾构机成为摆在中国面前的唯一出路。 中国中铁工程装备集团有限公司董事长李建斌：“如果说我们都不去做的话，那这个产品永远是外国人的天下，我们为什么不去试呢？” 在隧道里“摸爬滚打”了数十年、有着丰富隧道施工经验的李建斌，是中国最早开始使用国外盾构机的一批人之一。设计研发国产盾构机，不只是他们的梦想，更是现实的责任。 中国中铁工程装备集团有限公司总经理谭顺辉：“当时（2002年）我们还是在，中铁隧道集团下面的一个制造厂，我们挂出了我们的横幅说，造中国人自己的盾构，真的是我们这样做出来的，到了最终2008年，我们造出第一台盾构的时候，那种心里面高兴，很自豪的。” 盾构机研发涵盖了机械、力学、液压、电气数十个技术领域、精密零部件多达3万多个。一切从零开始，花费了6年时间，在无数科研人员的共同努力下，2008年，中国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构——中铁一号下线。自此，“洋盾构”一统天下的格局终于被打破，中国盾构机开始迅速占领国内市场，原本均价在1.5亿元左右的国外盾构机被迫降价30％。 这是中国盾构机的一个成功开始，创新没有止境，如今，马蹄形盾构机的问世又将中国盾构机的研制推上了一个新的台阶。 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“这个设备的话，是目前我们中铁装备，做的超大断面的一个，整机就前面这个白色的，看到这个盾体这一部分，已经可以达到900多吨。” 范磊就是这台马蹄形盾构机的主要设计人员，这几天，他每天都要到车间去看一看。为蒙华铁路白城隧道设计的这台盾构机，已经进入最后整改阶段，作为设计者，他必须盯紧所有的细节。范磊今年才刚刚30岁，走出校门没多久的他，虽然还很年轻，可是在盾构机领域，他得意的作品已经不止这台马蹄形盾构机了。 在他办公室电脑桌面正中心的这台盾构机，是他和同事们在2014年自主研制的世界超大断面矩形盾构机。 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“到最后真正成功的时候，我觉得那种喜悦就是，相当于自己，自己的想法，从图纸变成了实物，最终通过工业性试验，变成一个完美的成品，痛快。敢想的人和敢干的人碰到一起，什么事情都能做出来，创新节是这样出来的。” 从常规圆形到矩形，断面的“变形”会使研制的难度系数呈数十倍递增，在此之前，没有任何一家企业的盾构机敢在覆土只有3米的地下进行掘进。 中国中铁工程装备集团有限公司董事长李建斌：“太难了，因为我们只要一掘进会扰动地层，这是毫无疑问的。” 为了解决这个难题，中铁装备的专家、范磊和同事们花了整整三年时间，一次次实验、调试，最终研制出这台世界超大断面的矩形盾构机，仅仅用了三个月时间，就将郑州市中心一条长达105米的住干道下川隧道全部挖通，没有开膛坡度，没有断情，在市民不知情的情况下，完成了整个工程，也让中国成为全球第一个拥有异形隧道掘进机研制技术的国家。也就是在那一年，中国中铁装备集团有限公司成为国内超大、世界第二的隧道装备供应商。可是，与大多数机械设备的研发不同，每个工程使用的盾构机都必须要符合当地的地质条件和施工要求。这给创新增加了极大的不确定性。因此，地下空间的每一寸掘进，都可能遇到棘手的难题。 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“你们预计啥时间能够开始恢复掘进，是质量出了问题了还是。” 眼下，范磊就遇到了一个麻烦。他为成都一个项目研发设计的矩形盾构机试运行不久，就出了一个小问题。因此，范磊每天都要和成都项目上的同事通一次电话，了解调试进度。 中国中铁工程装备集团设计研究总院项目所所长 范磊：“这是一个大概有1点10分，发了一个这个。” 记者：“凌晨1点10分。” 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“对，这是一个工人。” 记者：“这时候他们还在下面呢。” 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“对，还在设备里面。” 成都项目的地质复杂程度远远超出了范磊和团队的预期，设备掘进效果不理想，只能暂时停工。这是自己负责的盾构机第一次出现这样的问题，业主的要求、工期的紧张、调试优化的难度，都让范磊感到了压力。 此时，身在成都工地上范磊的同事，项目设计负责人龚廷民更是不敢有丝毫的松懈。 中国中铁工程装备集团有限公司设计总院顶管所副所长 龚廷民：“我上面要试个东西。” “好的。” “来，我给他说。你直接关掉。” 七月的成都，35摄氏度，坐在工地指挥中心里的龚廷民早已满头大汗，眼神却紧紧盯着屏幕。从试运行出现问题到现在的20多天里，龚廷民每天都是这样度过。 中国中铁工程装备集团有限公司设计总院顶管所副所长龚廷民：“我们一共是设计了10个刀盘，底部三个刀盘的扭矩偏大，当整个盾体，完全进入到我们的洞门密封以后，就是这个扭矩，基本上就出现了频繁跳停，达到了我们设计的，超大额定扭矩，出现了一些报警的情况。” 虽然提前对成都的富水沙卵石底层做足了功课，但是当这台被寄予厚望的矩形盾构机正式开始试掘进的时候，设计之初的踌躇满志，很快却被失落的心情取代。 中国中铁工程装备集团有限公司设计总院顶管所副所长龚廷民：“因为是从一个充满，很自信的一个阶段，突然好像就是一下子，掉到了一个坑里面，就是这种很失落的感觉，一个设备，对于一个设计人员来讲，其实就是他的孩子，他的孩子表现不好，他是一种什么样的心态，这是一样的。” 巨大的沙卵石导致设计的刀盘动力不足，掘进速度不理想，沙卵石沉积在刀盘底部，无法顺畅的出渣。虽然施工路段只有65米长，但却在成都市人流最密集的区域。稍有不慎，就会造成很恶劣的影响。 为了尽快让设备开始掘进，龚廷民和从集团赶来的专家每天都扎在工地上，工作时间超过了20个小时。从螺旋输送机的排沙效率、到增大刀盘搅拌能力、开口率、降低刀盘扭矩，一项一项调试、一项一项优化，工期就是命令，龚廷民必须担起这份责任。功夫不负有心人，7月11日这一天，设备终于调试成功，创新路上的又一个难题被攻克了。 中国中铁工程装备集团有限公司设计总院顶管所副所长龚廷民：“我们试掘进，第一次把我们的刀盘转起来，螺机的闸门打开，出的第一个石头，应该叫一瞬间打开，螺旋输送机的一瞬间，出来哗拉拉，整个螺机出来都是石头，而且粒径还都比较大，在这种状况下，一下子我们所有人，有种担子一下子，这个心情一下子，就是（心里）石头就落了下来，整个人瞬间，感觉到很轻松，很兴奋。” 中国中铁工程装备集团设计研究总院顶管所所长范磊：“遇到问题解决问题，然后这样慢慢提高，所以这也算是，给我们一个经验教训，这样的话，人经历挫折之后会更强大，下一台设备肯定是更完美。”