“造中國(guó)人自己的盾構(gòu)，造中國(guó)最好的盾構(gòu)，造世界最好的盾構(gòu)。”這句話是中鐵高新工業(yè)股份有限公司旗下中鐵裝備盾構(gòu)創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)歷程的真實(shí)寫(xiě)照。在團(tuán)隊(duì)的共同努力下，從進(jìn)口到自主研發(fā)創(chuàng)新，從零出口到遠(yuǎn)銷(xiāo)30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)成為中國(guó)高端制造的亮麗名片。

“我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)是老中青搭配的知識(shí)型、技能型、復(fù)合型創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。”中鐵裝備總工程師、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人賈連輝說(shuō)，勇?tīng)?zhēng)一流是創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)定的目標(biāo)。創(chuàng)新沒(méi)有捷徑可走，需要沉下心來(lái)，甘于寂寞、鍥而不舍、久久為功。只有堅(jiān)定信心、頑強(qiáng)拼搏，才能攻克難題。

從無(wú)到有，在突破中成長(zhǎng)

近日，上海崇太長(zhǎng)江隧道3號(hào)盾構(gòu)始發(fā)井施工現(xiàn)場(chǎng)，五層樓高的超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“領(lǐng)航號(hào)”正在緊張調(diào)試，即將始發(fā)。這是創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的世界獨(dú)頭穿江越海距離最長(zhǎng)的超大直徑盾構(gòu)機(jī)，設(shè)備搭載了智能掘進(jìn)、智能拼裝等領(lǐng)先的智能化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛和輔助駕駛并行，標(biāo)志著我國(guó)盾構(gòu)隧道智能建造水平達(dá)到新高度。

隧道掘進(jìn)機(jī)是集機(jī)械、電氣、液壓、傳感等技術(shù)于一體的高端裝備。過(guò)去，我國(guó)大型工程建設(shè)中采用的這類(lèi)設(shè)備幾乎全都依賴高價(jià)進(jìn)口。中國(guó)中鐵的建設(shè)者們認(rèn)識(shí)到，唯有掌握核心技術(shù)，才不會(huì)受制于人。2001年，中國(guó)中鐵成立了盾構(gòu)機(jī)研發(fā)項(xiàng)目組。沒(méi)有技術(shù)，沒(méi)有指導(dǎo)，一切都要從零開(kāi)始。

自主研發(fā)到底能不能成功，團(tuán)隊(duì)成員心里沒(méi)底。“不拼一把，怎么會(huì)知道能不能成功？”中國(guó)中鐵高級(jí)專(zhuān)家李建斌說(shuō)?？恐@股子“拼”勁，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)全身心撲在項(xiàng)目上，經(jīng)常奮戰(zhàn)到凌晨，比較參數(shù)、核實(shí)數(shù)據(jù)、查閱資料，終于在盾構(gòu)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)方式及控制等方面取得實(shí)質(zhì)性突破。

2008年，中國(guó)第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)——“中鐵1號(hào)”下線，并在天津地鐵三號(hào)線施工項(xiàng)目中應(yīng)用。我國(guó)盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破。

“這只是個(gè)開(kāi)始，我們還有更多難題要攻克。”中鐵裝備技術(shù)中心副主任、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)核心骨干賀飛說(shuō)。賀飛出生在貴州省的一個(gè)山村，“對(duì)面能說(shuō)話、見(jiàn)面走半天；地?zé)o三尺平、出門(mén)就是山”是他小時(shí)候的生活常態(tài)。帶著走出大山的夢(mèng)想，大學(xué)時(shí)期的賀飛選擇了機(jī)械制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，并于2007年7月成為中鐵裝備盾構(gòu)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的一員。

賀飛回憶說(shuō)，2008年前后，行業(yè)內(nèi)流傳一句話，硬巖掘進(jìn)機(jī)是掘進(jìn)機(jī)之王，不掌握硬巖掘進(jìn)機(jī)技術(shù)，不能算是成熟的、有競(jìng)爭(zhēng)力的隧道掘進(jìn)機(jī)廠商。“因此，我們的團(tuán)隊(duì)選擇了迎難而上，努力造出硬巖掘進(jìn)機(jī)。”

與盾構(gòu)技術(shù)相比，硬巖掘進(jìn)機(jī)技術(shù)復(fù)雜度更高，比如，通常盾構(gòu)機(jī)施工埋深都在30米左右，但硬巖掘進(jìn)機(jī)埋深是幾百米甚至上千米。大埋深、長(zhǎng)距離、巖石強(qiáng)度高等施工條件，對(duì)設(shè)備的可靠性、適應(yīng)性、耐久性和安全性提出了更高要求。

由于缺少經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)多次奔赴甘肅、新疆、重慶、遼寧等地項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、分析，以掌握第一手資料。通過(guò)一遍遍反復(fù)設(shè)計(jì)論證、改進(jìn)，在上千次的設(shè)計(jì)方案中找到了最優(yōu)解決途徑。2015年1月26日，在團(tuán)隊(duì)成員日夜奮戰(zhàn)180天、繪制了3萬(wàn)多張圖紙后，直徑8.03米的硬巖掘進(jìn)機(jī)“永吉號(hào)”成功下線。這是我國(guó)高端裝備制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重大技術(shù)進(jìn)步。

此后，復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)、泥水盾構(gòu)機(jī)、矩形盾構(gòu)機(jī)陸續(xù)下線……在這些平均年齡只有30多歲的盾構(gòu)創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員努力下，一個(gè)個(gè)不可能變成了現(xiàn)實(shí)，中國(guó)盾構(gòu)與世界的差距正在一步步縮小。

從有到優(yōu)，在創(chuàng)新中進(jìn)步

攻克難題，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)沖了一關(guān)又一關(guān)。“錨定了信念就絕不放松，再難再苦也不發(fā)怵，在堅(jiān)守中攻克一個(gè)個(gè)難題。”賈連輝說(shuō)。

2017年，為實(shí)現(xiàn)排水廊道的安全優(yōu)質(zhì)高效建設(shè)，山東文登抽水蓄能有限公司計(jì)劃引入先進(jìn)的盾構(gòu)工法。

“一般隧道掘進(jìn)機(jī)是水平前進(jìn)，即使有轉(zhuǎn)彎，半徑也非常小，成洞后肉眼幾乎分辨不出來(lái)。但文登抽水蓄能的排水廊道線路非常復(fù)雜，它要連接山上山下兩個(gè)水庫(kù)，隧道洞室既有呈直線的，也有S形連續(xù)轉(zhuǎn)彎，還有螺旋式掘進(jìn)。”賀飛說(shuō)，這個(gè)工程條件近乎苛刻，此前也沒(méi)有類(lèi)似的案例。

但創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)則認(rèn)為，項(xiàng)目雖然風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)難，但是基于團(tuán)隊(duì)此前的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)，值得一試。“當(dāng)時(shí)留給我們創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的時(shí)間十分緊張，從立項(xiàng)到設(shè)計(jì)出來(lái)只有3個(gè)月，對(duì)團(tuán)隊(duì)人員無(wú)疑是一次技術(shù)、精神和毅力的綜合大考。”賀飛說(shuō)。

“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)人員主動(dòng)放棄休息時(shí)間，堅(jiān)持進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)、搶趕工期，這種高強(qiáng)度工作狀態(tài)持續(xù)了整個(gè)研發(fā)周期。”賀飛回憶。

在多次召開(kāi)設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)、考察會(huì)、技術(shù)確認(rèn)會(huì)后，最終敲定思路，引入新結(jié)構(gòu)、新系統(tǒng)，并在以往經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上優(yōu)化改進(jìn)。

2019年9月10日，中鐵裝備自主研制的緊湊型超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖掘進(jìn)機(jī)“文登號(hào)”成功下線應(yīng)用。

類(lèi)似的創(chuàng)新成果還有很多，全斷面硬巖豎井掘進(jìn)機(jī)、礦用硬巖掘進(jìn)機(jī)、會(huì)爬坡盾構(gòu)機(jī)……團(tuán)隊(duì)解鎖了一個(gè)又一個(gè)“小目標(biāo)”，實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)又一項(xiàng)“大突破”。團(tuán)隊(duì)也先后榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)，中國(guó)優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)金獎(jiǎng)等多項(xiàng)重大科技獎(jiǎng)項(xiàng)。

從優(yōu)到卓，從中國(guó)走向世界

早在2012年，中鐵裝備就開(kāi)始將目光投向海外市場(chǎng)。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)大量的數(shù)據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，經(jīng)過(guò)10多次深入溝通和現(xiàn)場(chǎng)考察，2012年馬來(lái)西亞客戶同意簽下兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)。

2015年，黎巴嫩大貝魯特引水項(xiàng)目全球招標(biāo)。“隧洞的直徑最大只有3.53米，當(dāng)時(shí)全球范圍內(nèi)沒(méi)有這么小直徑的掘進(jìn)設(shè)備，且歐洲隧道協(xié)會(huì)在當(dāng)年公布了一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，即為了保證隧道施工人員的安全，供應(yīng)商提供的設(shè)備必須能夠?qū)崿F(xiàn)刀具背裝條件。”賀飛說(shuō)。

為了實(shí)施項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)成員白天跑現(xiàn)場(chǎng)、開(kāi)會(huì)討論攻關(guān)難題，晚上聚在一起修改方案，團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都將自己對(duì)工作的熱忱和負(fù)責(zé)發(fā)揮到極致。賀飛和團(tuán)隊(duì)量身定制了兩臺(tái)直徑僅為3.5米的硬巖掘進(jìn)機(jī)，于2018年3月提前貫通了隧道。

2023年5月，中鐵裝備盾構(gòu)創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的綠色盾構(gòu)機(jī)下線。設(shè)備應(yīng)用了連續(xù)掘進(jìn)、快速換模等新技術(shù)，與常規(guī)盾構(gòu)相比節(jié)能約20%，換模時(shí)間降為常規(guī)設(shè)備的三分之一。“2024年世界隧道大會(huì)即將開(kāi)幕，我們將攜新技術(shù)、新方案參展，展示我們的創(chuàng)新成果。”中鐵裝備總經(jīng)理張志國(guó)說(shuō)。

賀飛及團(tuán)隊(duì)成員深知，隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)壓力也會(huì)越來(lái)越大，保持技術(shù)創(chuàng)新的能力和勇闖難關(guān)的毅力都尤為重要。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)在一個(gè)個(gè)項(xiàng)目中磨礪技術(shù)，為我國(guó)的裝備制造事業(yè)貢獻(xiàn)力量。