从落后百年到超越领跑，超大直径盾构机实现逆袭之路

通讯员 张凤华 科技日报记者 张晔

日前，圆满完成雅万高铁一号隧道掘进工作、中国出口海外最大直径盾构机经过半个月的航行和转运已顺利归国，在天和“娘家”稍事“修整”后，即将进入新的项目。

盾构机主要用于铁路、公路、地铁和水利等基建工程的隧道环节，被称为“工程机械之王”，有着“地下蛟龙”的美誉。超大直径盾构更是“工程机械之王”中的王中王。即使到了2010年，国产10米级的盾构机数量都还是为零，工程建设所需超大直径盾构机全部依赖进口。

在此背景下，中交超大直径盾构机研制经历了跟跑、并跑、领跑的10年，终于攀登到世界顶峰。从落后百年逆袭到世界世界领先，这一条路走得并不容易。

卡脖子困境倒逼研发超大直径盾构机

时间回溯到2010年。那一年，中国交建承接的南京纬三路过江隧道工程，需要两台开挖直径超过15米的超大直径盾构机。向外商询价后，外商态度强硬地表示，单价7个亿，不通融、不降价、制造周期远超工程预期。此外，外国专家对设备进行检修的时薪要价竟然超过人民币5000元，禁止中国人观看。

超大型盾构机和中小型盾构机的设计理念完全不同，没有任何资料可以借鉴。南京纬三路过江隧道是我国首个复合地质条件下的超大型隧道工程，也是当时世界上同类隧道中规模最大、距离最长、水压最高、地质条件最复杂的隧道，堪称超级工程。

时任南京纬三路隧道指挥长、总工程师的张伯阳对当时窘迫的情况记忆犹新。“这么贵的设备，我们的需求又这么大，外商能够制造，难道我们中国人不能制造自己的盾构机吗？”

这不仅仅是一种被扼住咽喉的无奈，更是工程师们的集体心声。

同年4月，中交天和在常熟注册成立，工厂还没建好，办公还在铁皮板房，做梦都想造出超大型盾构机的天和人接下了研发这两台开挖15米级超大直径盾构机的研制任务。这一接，就接下了业主对国产装备的疑虑，接下了外国厂商对中国企业的嘲讽，也接下了中国央企对世界级工程的承诺。

在研发过程中，中交天和多次遭到国外的技术封锁。如管片同步施工搬运系统是超大型盾构机的重要组件，是集起重、液压震动、同步控制于一体的高端设备，当时国际上只有一家德国企业能够生产，天和起初想直接购买这套组件，不过，当这家企业知道中交天和在自主研发盾构机后，开出了天价合作费。经过天和公司的自主攻关，这套设备成功问世，不仅节约费用近千万元，而且为今后制造全系列盾构机提供了技术保障。

油缸是盾构机的关键部件之一，盾构机向前掘进的推力就来自油缸。此前，大型盾构机的油缸全部依赖进口。一台超大直径盾构机设计推力接近3万吨，需要58根油缸，每根油缸重达8吨，国外企业开价每根50万元。天和与合作企业共同研发。经过近半年的连续奋战，国产超大型盾构油缸破茧而出，成本降低一半以上。现在该油缸不仅被国内盾构机采用，还远销日本及欧美国家。

14个月，420个日日夜夜，6700多张设计图纸，10万多个大小零部件，最后汇成了刀盘开挖直径达15.03米、足有5层楼高、长达130米、重达4800吨的中国首台泥水气压平衡复合式盾构机，这是当时世界上最大的复合式盾构机之一。

这两台盾构机的成功研发，结束了大型和超大型盾构机完全依赖进口的局面，获得工业和信息化部中国首台套鉴定、中国机械工业科学技术一等奖、科技部国家重点新产品项目等殊荣。

同时也为国家节约支出近8亿元，并在国际上首创了多项新技术，其中刀盘伸缩技术、氦氧饱和带压换刀技术、长距离掘进刀盘都解决了盾构机领域的世界性难题；在纬三路过江通道掘进过程中创造了复杂地质条件下单日掘进26米、砂卵石地层连续掘进2580米不换刀等新纪录，打破了国外同类盾构机的极限纪录。

中国首台超大直径盾构机“天和号”、直径15.03米，用于南京纬三路过江通道项目

走出国门打入海外市场

如果说两年前的中交盾构是中国的盾构，那么两年后，他们已成为世界的盾构。中交天和不仅把超大直径盾构机带给中国人，还让中国超大直径盾构机服务全世界。