中鐵智能化高端裝備產業園鉚焊車間內，工作人員正在清理打磨盾構機刀盤邊塊。沈東方 攝

中鐵裝備盾構總裝車間內，工作人員正在盾構機上進行刀盤組裝作業。 沈東方 攝

10月18日上午，在中國中鐵工程裝備集團鄭州總裝車間，“中鐵912號”“中鐵913號”土壓平衡盾構機通過驗收，正式下線。即將拆裝發運、漂洋過海的這兩臺盾構機，將用于新加坡跨島線CR109項目，該項目為新加坡跨島地鐵線一期工程之一，通車后將為當地市民提供更便捷的出行體驗。

截至2022年，我國已成為全球最大的盾構機生產和使用國家，其年產量占據全球市場份額的70%以上，并不斷走向海外市場、助力高質量共建“一帶一路”。回望中國盾構自主化研制和產業化制造的“逆襲”之路，有何難忘的經歷？作為共建“一帶一路”的中國智造“新名片”，中國盾構機的核心競爭力在哪里？一起走進中鐵工程裝備集團，探尋盾構機背后的故事。

從無到有

一定要造一臺中國人自己的盾構機

在鄭州市管城回族區第六大街99號，坐落著中鐵工程裝備集團總部，一臺臺盾構機從這里出發，服務全國以及世界各地的隧道工程。而在15年前，這個地址還只是一片無人關注的荒地。

上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構。隧道掘進機可穿山越海，是集機械、電氣、液壓、傳感、信息、力學、導向研究等技術于一體的高端裝備，被公認為衡量一個國家裝備制造業水平和能力高低的重大關鍵裝備。

盾構機的研究已有近200年歷史，而在2008年以前，中國還沒有一臺擁有完全自主知識產權的盾構機。

從國外購買“洋盾構”雖然方便，但處處受掣肘，高昂的成本、鬧心的售后服務，讓中國在盾構機的應用上受制于人。

為了打破隧道掘進設備被國外壟斷的局面，21世紀初，“關于隧道掘進機關鍵技術的研究”被列入國家863計劃。中國中鐵成立盾構機研發項目組，項目負責人李建斌帶領18位機械、液壓、電氣等方面的工程師，開啟了中國盾構研發的新征程。

“那時候很多人都不知道什么是盾構機，更別提研發了。”李建斌介紹，盾構機的研發涵蓋了機械、力學、液壓、電氣數十個技術領域，精密零部件多達3萬多個，單單一個控制系統就有2000多個控制點。而項目組的成員們以年輕人為主，有的甚至連見都沒怎么見過盾構機，最多也只是遠遠一瞥。

沒有技術，沒有指導，一切都要從零開始。為搞清楚盾構的基本原理，項目組成員在盾構機施工現場跟班作業，逐漸熟悉和了解盾構機的工作狀態、工作原理。面對刀盤設計這一最大困難，項目組一方面潛心研究，一方面采取“走出去、請進來”的方式，派人出去學習，請老師上門講課。

“以我們的能力和水平，照葫蘆畫瓢制造不是難事，但這不是我們的本意，我們的出發點就是掌握設備的設計理念，掌握核心技術，做自主研發工作。”李建斌表示。

啃了多年硬骨頭，2008年，中國第一臺擁有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機——“中國中鐵1號”下線，實現了從盾構關鍵技術到整機制造的跨越，填補了我國在復合盾構制造領域的重大空白。2009年年底，這臺盾構機圓滿完成了天津地鐵1500米掘進任務，順利穿越張學良故居、天津電報總局、渤海大樓等歷史風貌建筑，也拉開了盾構國產化、產業化發展的序幕。

從有到優

瞄準關鍵零部件“卡脖子”問題，盾構機裝上“中國芯”

走進中鐵裝備關鍵部件產業化車間，一抬頭就能看到一幅顯眼的標語——“國之所托，使命必達”。車間里工作人員正在調試最新裝備，實驗室里的工程師們正埋頭進行研發試驗。

短短八個字，凝練了盾構工作者們的智慧和心血。盾構機整機制造的難關攻破后，關鍵零部件的“卡脖子”問題成為研發重點。

作為盾構機的“心臟”部件，主軸承承擔盾構機運轉過程的主要載荷，需要直面盾構機超重載、大偏載、頻變載等極端惡劣工況考驗。但由于制造工藝復雜、原材料性能要求高、設計理論不成熟等原因，中國盾構機的主軸承曾長期依賴進口。

2022年4月25日，在蘇州軌道交通6號線10標項目現場，首臺采用國產3米級主軸承的盾構機“中鐵872號”順利完成掘進任務。這是國產盾構機主軸承首次在軌道交通領域的成功應用，盾構機裝上了“中國芯”。

類似的創新成果還有很多，從攻克常壓換刀、主驅動伸縮擺動技術，到刀具狀態在線實時監測、隧道掘進機智能化，李建斌和他的團隊解鎖了一個又一個“小目標”，實現了一項又一項“大突破”。

中國是世界公認的“地質博物館”，從珠穆朗瑪峰到吐魯番盆地，從長江中下游平原到喀斯特地貌，地質構造千奇百怪、極為復雜。盾構機是定制化產品，每一臺都要根據地質情況量身定做。近年來，中鐵裝備通過不斷技術創新，形成了“大”“小”“異”不同斷面以及土壓、泥水、硬巖等不同適應性的全系列盾構產品。

“我們自主首創了馬蹄形盾構掘進技術、超小轉彎技術、高壓水力耦合破巖技術、盾構法聯絡通道施工技術、換刀機器人技術、大坡度斜井掘進技術等行業領先技術，以及世界最大斷面矩形盾構機、世界首臺馬蹄形盾構機、國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機、世界最大直徑硬巖掘進機等一系列國內外領先產品。”中鐵裝備掘進機研究院院長賀飛介紹。

“大國重器”這個詞，不僅代表著一臺臺盾構機，也代表著其背后的科學技術、工業制造、材料加工、人才隊伍等。可以說，一臺機器的生產，需要一整個產業鏈的支撐。

盾構機零部件有上萬個，目前與中鐵裝備建立合作的產業鏈上下游企業達500余家。賀飛告訴記者，“選購一款零部件，我們會儲備幾家供應商，以此促進其良性競爭，同時也保障產業鏈的穩定。此外，還通過召開供應商大會、定期會商等方式，聯合上下游企業開展關鍵部件技術攻關，推動產業鏈協同合作，共同為中國盾構的創新發展作貢獻。”

在基礎研究領域，中鐵裝備成立了重大專項研究院，突破了大排量泵、主驅動密封、可編制控制器PLC等多項“卡脖子”關鍵核心技術，較大程度實現了隧道掘進機關鍵核心基礎部件國產化，增強了產業鏈供應鏈自主可控能力。面向產業技術發展前沿，中鐵裝備積極布局智能盾構機和未來掘進機，開展激光、水射流等新型破巖技術、換刀機器人和無人值守智能掘進技術的儲備研究。

“‘努力占領世界制高點、掌控技術話語權’，這是習近平總書記對我們的要求，也是我們未來努力的方向。”李建斌表示。

從優到強

出口32個國家和地區，服務全球地下工程建設

“就在前不久，一外方客戶一次性批量下單了數臺盾構機，這是我們至今接到的最大的一筆訂單，同事們都非常激動。”在采訪中，中鐵裝備國際事業部黨工委副書記卜壯志多次提到這個令人振奮的消息。

怎么判斷客戶對中國的盾構機是否滿意？爽快簽字、迅速下單，就是最好的證明。而在國產盾構機剛剛走向海外市場時，外國客戶的態度并不如現在這般支持信任。

李建斌清楚記得，2012年第一次參加國際競標時，馬來西亞的業主直言不諱道：“你們在中國做得好，但在海外市場沒有經驗，我對你們非常擔心。”經過10多次的深入溝通，馬方同意簽下了兩臺盾構機，即“中鐵50號”“中鐵51號”。

在之后的施工中，“中鐵50號”曾遇到一塊20多米長的孤石，其硬度達到300兆帕，遠遠超出地質報告所提的砂巖、泥巖不到80兆帕，但它憑借可靠的性能通過了考驗。其兄弟“中鐵51號”表現也很突出，不僅先后穿越具有百年歷史的中央火車站等重要建筑物所在區域，將最大累計沉降量控制在3毫米內，還創造了最高日掘進21米的當地盾構施工新紀錄。

馬來西亞項目成功后，中鐵裝備制造的盾構機幾經周折敲開了以高標準著稱的新加坡市場，之后又走向非洲、中東地區。就連盾構機的“原產地”歐洲，中國盾構機的品牌效應也已顯現。

2019年12月，兩臺大直徑土壓平衡盾構機在鄭州下線，用在巴黎地鐵16號線項目建設。這是中國盾構機第一次反向出口到世界盾構機的發源地和制造強國，中國掘進機自此順利進入全球頂級高端市場，打破了國外掘進機企業對高端市場的壟斷。

“我們在海外和同行交流時發現，中國盾構機正在逐漸打破他們的原有認知——價格上的優勢并不是我們占據市場的核心原因，過硬的技術才是。而且我們在工期、技術創新能力以及后續服務方面，都能保障好客戶的利益。”卜壯志表示。

從2012年至今，中鐵裝備已有超百臺盾構機陸續出口至德國、法國等32個國家和地區，產銷量連續6年世界第一。其中，在共建“一帶一路”國家馬來西亞、新加坡、格魯吉亞等地的隧道工程項目中，也都有中國盾構機的身影。

“出口一臺盾構機，就是送出一張中國名片。”經過十多年奮斗，中國盾構已實現從“跟跑”向“并跑”和部分“領跑”的轉變，“未來要在智能化、多功能多模式化、異形硬巖掘進機及關鍵部件國產化上更進一步，這是我們的努力方向。”李建斌表示。(作者：沈東方 來源：中國紀檢監察報）