“造中國人自己的盾構(gòu)，造中國最好的盾構(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)隊研發(fā)歷程的真實寫照。在團(tuán)隊的共同努力下，從進(jìn)口到自主研發(fā)創(chuàng)新，從零出口到遠(yuǎn)銷30多個國家和地區(qū)，推動盾構(gòu)機(jī)成為中國高端制造的亮麗名片。
“我們這個團(tuán)隊是老中青搭配的知識型、技能型、復(fù)合型創(chuàng)新團(tuán)隊。”中鐵裝備總工程師、創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人賈連輝說，勇爭一流是創(chuàng)新團(tuán)隊始終堅定的目標(biāo)。創(chuàng)新沒有捷徑可走，需要沉下心來，甘于寂寞、鍥而不舍、久久為功。只有堅定信心、頑強(qiáng)拼搏，才能攻克難題。
從無到有，在突破中成長
近日，上海崇太長江隧道3號盾構(gòu)始發(fā)井施工現(xiàn)場，五層樓高的超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“領(lǐng)航號”正在緊張調(diào)試，即將始發(fā)。這是創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊研制的世界獨頭穿江越海距離最長的超大直徑盾構(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)，可以實現(xiàn)無人駕駛和輔助駕駛并行，標(biāo)志著我國盾構(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。過去，我國大型工程建設(shè)中采用的這類設(shè)備幾乎全都依賴高價進(jìn)口。中國中鐵的建設(shè)者們認(rèn)識到，唯有掌握核心技術(shù)，才不會受制于人。2001年，中國中鐵成立了盾構(gòu)機(jī)研發(fā)項目組。沒有技術(shù)，沒有指導(dǎo)，一切都要從零開始。
自主研發(fā)到底能不能成功，團(tuán)隊成員心里沒底。“不拼一把，怎么會知道能不能成功？”中國中鐵高級專家李建斌說?？恐@股子“拼”勁，創(chuàng)新團(tuán)隊全身心撲在項目上，經(jīng)常奮戰(zhàn)到凌晨，比較參數(shù)、核實數(shù)據(jù)、查閱資料，終于在盾構(gòu)刀盤驅(qū)動方式及控制等方面取得實質(zhì)性突破。
2008年，中國第一臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)——“中鐵1號”下線，并在天津地鐵三號線施工項目中應(yīng)用。我國盾構(gòu)機(jī)實現(xiàn)了從0到1的突破。
“這只是個開始，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)隊核心骨干賀飛說。賀飛出生在貴州省的一個山村，“對面能說話、見面走半天；地?zé)o三尺平、出門就是山”是他小時候的生活常態(tài)。帶著走出大山的夢想，大學(xué)時期的賀飛選擇了機(jī)械制造及其自動化專業(yè)，并于2007年7月成為中鐵裝備盾構(gòu)研發(fā)團(tuán)隊的一員。
賀飛回憶說，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、有競爭力的隧道掘進(jìn)機(jī)廠商。“因此，我們的團(tuán)隊選擇了迎難而上，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、長距離、巖石強(qiáng)度高等施工條件，對設(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，團(tuán)隊多次奔赴甘肅、新疆、重慶、遼寧等地項目現(xiàn)場測量、分析，以掌握第一手資料。通過一遍遍反復(fù)設(shè)計論證、改進(jìn)，在上千次的設(shè)計方案中找到了最優(yōu)解決途徑。2015年1月26日，在團(tuán)隊成員日夜奮戰(zhàn)180天、繪制了3萬多張圖紙后，直徑8.03米的硬巖掘進(jìn)機(jī)“永吉號”成功下線。這是我國高端裝備制造領(lǐng)域的一項重大技術(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)隊成員努力下，一個個不可能變成了現(xiàn)實，中國盾構(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，在堅守中攻克一個個難題。”賈連輝說。
2017年，為實現(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。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水庫，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，這個工程條件近乎苛刻，此前也沒有類似的案例。
但創(chuàng)新團(tuán)隊則認(rèn)為，項目雖然風(fēng)險大、技術(shù)難，但是基于團(tuán)隊此前的技術(shù)積累和經(jīng)驗，值得一試。“當(dāng)時留給我們創(chuàng)新團(tuán)隊的時間十分緊張，從立項到設(shè)計出來只有3個月，對團(tuán)隊人員無疑是一次技術(shù)、精神和毅力的綜合大考。”賀飛說。
“創(chuàng)新團(tuán)隊人員主動放棄休息時間，堅持進(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)了整個研發(fā)周期。”賀飛回憶。
在多次召開設(shè)計聯(lián)絡(luò)會、考察會、技術(shù)確認(rèn)會后，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”成功下線應(yīng)用。
類似的創(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)、會爬坡盾構(gòu)機(jī)……團(tuán)隊解鎖了一個又一個“小目標(biāo)”，實現(xiàn)了一項又一項“大突破”。團(tuán)隊也先后榮獲了國家科技進(jìn)步獎一等獎、二等獎，中國優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計獎金獎等多項重大科技獎項。
從優(yōu)到卓，從中國走向世界
早在2012年，中鐵裝備就開始將目光投向海外市場。創(chuàng)新團(tuán)隊成員通過大量的數(shù)據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，經(jīng)過10多次深入溝通和現(xiàn)場考察，2012年馬來西亞客戶同意簽下兩臺盾構(gòu)機(jī)。
2015年，黎巴嫩大貝魯特引水項目全球招標(biāo)。“隧洞的直徑最大只有3.53米，當(dāng)時全球范圍內(nèi)沒有這么小直徑的掘進(jìn)設(shè)備，且歐洲隧道協(xié)會在當(dāng)年公布了一項新標(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。
為了實施項目，團(tuán)隊成員白天跑現(xiàn)場、開會討論攻關(guān)難題，晚上聚在一起修改方案，團(tuán)隊每個人都將自己對工作的熱忱和負(fù)責(zé)發(fā)揮到極致。賀飛和團(tuán)隊量身定制了兩臺直徑僅為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%，換模時間降為常規(guī)設(shè)備的三分之一。“2024年世界隧道大會即將開幕，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)理張志國說。
賀飛及團(tuán)隊成員深知，隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外競爭壓力也會越來越大，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，團(tuán)隊將繼續(xù)在一個個項目中磨礪技術(shù)，為我國的裝備制造事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
