從7億買設備到全球市占率第一!
“中國盾”如何打通地下空間的“中國路”?
在云南高黎貢山隧道的施工現場,一臺橙、黃、藍、綠、紫五色孔雀圖案點綴的“鋼鐵巨獸”正穩步掘進——這是我國自主研發的“彩云號”硬巖掘進機。它進場僅2個月,就創下日最高掘進38.23米的紀錄,從未停機;而同期施工的國外老牌設備“羅賓斯”,不僅兩次“卡殼”,累計掘進量還不足千米。
這一幕鮮明的對比,藏著中國盾構機從“受制于人”到“全球領跑”的逆襲故事。翻開我國裝備制造的發展史,盾構機的突圍,是科技自立自強的重要體現。
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△ 在“彩云號”巨大的刀盤上,一只以橙、黃、藍、綠、紫五色繪出的巨幅孔雀展翅欲飛
起點:7億引進的“技術壁壘”,我們連維修都沒資格看
時間回到1996年,西康鐵路秦嶺隧道建設正陷入困境。這條全長18.46千米、最大埋深1.6千米的隧道,堪稱“地質博物館”,斷層、涌水、巖爆等難題層出不窮。為了保障安全、縮短工期,我國不得不花費7億多元,從德國維爾特公司引進2臺硬巖掘進機。
可“花錢買不來核心技術”的道理,在那時被體現得淋漓盡致。按照約定,德方人員先操作設備掘進400米,之后才交由中方接手;一旦設備出現故障,德方維修人員會找各種理由支開中方人員,短短幾分鐘就能解決問題,卻對關鍵技術守口如瓶。
“看著他們把故障解決,我們卻連設備內部結構都摸不清。”
當時的工程人員回憶,這種“看得見卻學不會”的無力感,成了整個團隊的心病。彼時,全球盾構機市場被德、日等國少數企業壟斷,中國要想在地下空間開發中掌握主動權,必須打破這層“技術鐵壁”。
大家心里都憋著一股勁:
“一定要造出中國自己的盾構機!”
2002年起,科技部將盾構機研發列入“863計劃”,持續的政策與資金支持,讓研發團隊如虎添翼。2007年,團隊攻克關鍵核心技術,研制出具有自主知識產權的控制系統模擬檢測試驗平臺;2008年4月,我國首臺復合式土壓平衡盾構機“中鐵一號”成功下線,填補了國內復合盾構機制造領域的空白,打破了國外設備“一統天下”的局面。
當“中鐵一號”2009年在天津成功始發時,研發人員激動地拍下照片——這張照片里,不僅有“鋼鐵巨無霸”的身影,更有中國裝備制造“零的突破”的驕傲。
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△ 我國首臺復合式土壓平衡盾構機“中鐵一號”下線
逆襲:從“不敢用”到“離不開”,國產盾構機用實力說話
“國產設備能靠譜嗎?”“萬一出故障耽誤工期怎么辦?”“中鐵一號”問世初期,不少業主和施工單位仍有顧慮。直到一個個項目的“實戰檢驗”,才讓國產盾構機徹底站穩腳跟。
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2013年,鄭州市計劃修建一條地下人行隧道,傳統“開膛破肚”的施工方式會嚴重影響地面交通。國外企業斷言:“要研發超大斷面矩形盾構機,根本不可能!”我國研發團隊迎難而上,突破矩形斷面低擾動多刀盤協同開挖等多項國際難題,最終研制出長10.12米、高7.27米的超大斷面矩形盾構機,實現了城市施工“零開挖”,讓世界看到中國盾構機的創新實力。
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2017年,“彩云號”硬巖掘進機在高黎貢山隧道的表現,更是讓國產設備“圈粉”無數。高黎貢山隧道全長34.5千米,穿越19條斷層,地質條件復雜程度堪稱“世界之最”。“彩云號”不僅適應性遠超國外設備,還以日掘進38.23米的速度,改寫了中國鐵路長大隧道依賴進口設備的歷史。
此后,中國盾構機開啟“開掛”模式:
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2017年,“中鐵297號”下穿北京機場快軌,最大沉降不到1毫米,創造精準施工紀錄;
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△ 超大直徑泥水平衡盾構機“中鐵 297 號”
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2018年,國內最大直徑15.8米泥水平衡盾構機“春風號”下線,標志著我國大直徑盾構機技術達到世界領先水平;
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△ 國內最大直徑 15.8 米泥水平衡盾構機“春風號”
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截至2022年,我國盾構機已能生產厚度0.015毫米到0.5毫米、寬幅3毫米到650毫米的全系列產品,覆蓋從地鐵到高鐵、從公路到水利的全場景需求。
出海:從“引進來”到“走出去”,中國盾守護全球地下空間
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2012年6月,“中鐵號”盾構機中標馬來西亞吉隆坡地鐵項目,這是我國盾構裝備首次出口海外。當設備在吉隆坡順利掘進時,國外同行才驚覺:中國盾構機已經具備全球競爭力;
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2013年,中鐵裝備成功收購德國維爾特硬巖掘進機及豎井鉆機知識產權、品牌使用權——這個曾經讓中國工程隊“仰望”的品牌,如今與中國品牌強強聯合;
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2016年,世界最小直徑3.53米硬巖掘進機出口黎巴嫩,在供水隧道項目中實現日進尺48米,遠高于行業平均水平;
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△ 世界最小直徑 3.53 米雙護盾硬巖掘進機
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2019年,我國出口意大利的10.03米土壓平衡盾構機下線,成為高端隧道裝備首次進入歐盟市場的標志。
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△ 出口意大利的大直徑 10.03 米土壓平衡盾構機
如今,中國盾構機已出口187個國家和地區,在“一帶一路”沿線35個國家實現出口占有率第一,移動式起重機、水平定向鉆市場占有率穩居全球第一。從迪拜深雨水隧洞到阿爾及利亞地鐵,從丹麥排水工程到波蘭超大直徑隧道,“中國盾”正以過硬的質量和技術,為全球地下空間開發貢獻中國智慧。
結語
從秦嶺隧道的“7億引進”,到高黎貢山的“全球領先”;從0.4米高的設備里“摳”技術,到187個國家的地下空間“留足跡”,中國盾構機的逆襲,不僅是一部裝備制造的創新史,更是中國科技自立自強的生動寫照。
當“中國盾”繼續向更深、更復雜的地下空間進軍,我們有理由相信,更多“從跟跑到領跑”的故事,還在后面。
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△ 全球最大直徑 15.08 米硬巖掘進機“高加索號”投入使用
內容參考圖書《走向科技自立自強》
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出版:中國科學技術出版社
責任編輯:鄭洪煒 宗泳杉
出版時間:2023.11
大美科學
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