中工網(wǎng)記者 陳穎
“目前我們自主研發(fā)的盾構(gòu)機占據(jù)了全球大約70%--90%的市場份額。”5月28日，中國工程院院士、浙江大學(xué)工學(xué)部主任、機械工程學(xué)院教授、全國科創(chuàng)名匠楊華勇接受中工網(wǎng)記者采訪時自豪地表示。
盾構(gòu)機是國家重器，常用于地鐵、公路和國防的基本建設(shè)，但理論和關(guān)鍵技術(shù)難度很高，我國起初并沒有自己的盾構(gòu)機。出于國家建設(shè)的需求，我國陸續(xù)購入數(shù)百臺單價高達(dá)6000萬元的地鐵盾構(gòu)機和數(shù)十臺單價高達(dá)3.5億元的硬巖掘進(jìn)機。
我們難道不能做出自己的盾構(gòu)機嗎？楊華勇心想。
楊華勇在盾構(gòu)制造車間討論盾構(gòu)技術(shù)問題。受訪者供圖
1999年起，隧道施工頭部企業(yè)的總工、副總工，研究機構(gòu)和高校的裝備制造專家經(jīng)過兩年的論證，都認(rèn)為當(dāng)時中國的技術(shù)資金條件不足以支撐研發(fā)出這樣一個“龐然大物”來。
“盾構(gòu)核心技術(shù)必須牢牢掌握在自己手上！”楊華勇不信邪。
2001年，他開始接手盾構(gòu)的技術(shù)論證，重新組織論證會議，并帶領(lǐng)團(tuán)隊寫了無數(shù)的論證資料。終于，在2002年年底，科技部將盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)列入“863”計劃，楊華勇正式開始了“掘進(jìn)”技術(shù)壁壘的征程。
楊華勇在浙江大學(xué)流體動力與機電系統(tǒng)國家重點實驗室盾構(gòu)試驗臺介紹研發(fā)情況。受訪者供圖
為了讓研發(fā)人員充滿信心，楊華勇設(shè)計了一套方案，將盾構(gòu)機的研制分為三步走：首先進(jìn)行圖紙作業(yè)。楊華勇告訴中工網(wǎng)記者，當(dāng)時我國研究盾構(gòu)機的痛點不在于制造和施工技術(shù)，而在于總體設(shè)計，研發(fā)者沒有設(shè)計圖紙無從下手。于是，團(tuán)隊與合作企業(yè)預(yù)計花費一年的時間先將盾構(gòu)機的圖紙畫出來。第二步是分系統(tǒng)研制，由團(tuán)隊和合作企業(yè)分別進(jìn)行液壓控制系統(tǒng)、刀盤等分系統(tǒng)的研發(fā)工作，該步驟也將耗時一年。最后，大家需要從頭到尾地進(jìn)行一次盾構(gòu)機研發(fā)的自主設(shè)計與制造，讓它真正實現(xiàn)國產(chǎn)化。
方案實施得比想象中更快。2007年，我國自主研發(fā)的第一臺復(fù)合型盾構(gòu)機問世，落地河南新鄉(xiāng)。
世界最長、直徑最大的海底高鐵隧道盾構(gòu)機。受訪者供圖
該實地檢驗研究成果了，可令楊華勇出乎意料的是，沒有施工團(tuán)隊敢用這個“新物種”。好不容易研發(fā)出來的首臺復(fù)合盾構(gòu)樣機，就這樣在車間里積了十個月的灰。
直到一個偶然的機會——2008年，天津地鐵三號線施工，這臺自主研發(fā)的盾構(gòu)樣機被當(dāng)作德國盾構(gòu)產(chǎn)品“混”進(jìn)了施工現(xiàn)場。掘進(jìn)過程中，國產(chǎn)盾構(gòu)機出色的使用性能完全“瞞”過了地鐵甲方的眼睛，甚至在施工狀況和地表沉降方面比德國盾構(gòu)機表現(xiàn)得更加優(yōu)異。
施工完成后，地處新鄉(xiāng)的工廠一下就接到了8臺盾構(gòu)機的訂單。自此，國產(chǎn)盾構(gòu)機走上了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
2012年，楊華勇牽頭的產(chǎn)學(xué)研用隊伍獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎，緊密合作的兩家企業(yè)也在國產(chǎn)盾構(gòu)的“掘進(jìn)”中，以每臺地鐵盾構(gòu)機平均不到3000萬元的價格，迅速占領(lǐng)絕大部分的全球盾構(gòu)機新增市場，并在2015年一躍成為全球市場的第一和第二，銷售范圍遍及全球50余個國家。而2010年以前，世界盾構(gòu)機市場還是以德國、日本產(chǎn)品為主。
楊華勇與他的研究生們。受訪者供圖
“我們不應(yīng)滿足于此?！迸d奮之余，楊華勇仍保持冷靜?！拔覈亩軜?gòu)技術(shù)在國際上只是局部領(lǐng)先，還沒有實現(xiàn)全面領(lǐng)先?！彼麑⒛抗馔断蛄水?dāng)下時興的智能化設(shè)備，并逐步聚焦進(jìn)行智能盾構(gòu)的研究。
“其他國家也在進(jìn)行智能盾構(gòu)研究。”楊華勇清楚地認(rèn)識到智能盾構(gòu)研發(fā)中蘊含的機遇與挑戰(zhàn)。但他滿懷信心，并堅定地認(rèn)為盾構(gòu)技術(shù)的未來發(fā)展應(yīng)該由我們來引領(lǐng)！
