南昌解鎖“大國重器”盾構(gòu)機(jī)

　　“南昌造盾構(gòu)機(jī)從無到有，投產(chǎn)至今已下線27臺！其中13臺走出江西，1臺走出國門，2024年就有7臺盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)下線�！�1月24日，回憶起國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)“從0到1”的崢嶸往事，參與者和見證者肖俊祥心潮起伏。

2023年7月26日，“江銅一號”TBM在南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)園成功下線。(受訪者供圖)

　　盾構(gòu)機(jī)研發(fā)涵蓋機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、傳感技術(shù)等數(shù)十個技術(shù)領(lǐng)域，零部件多達(dá)數(shù)萬個，僅一個控制系統(tǒng)就有2000多個控制點。

　　國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷程，堪稱我國現(xiàn)代科技逆襲的典型代表。目前，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)在國內(nèi)市場占有率超90%，出口至世界30多個國家和地區(qū)。

　　2024年7月12日，防爆型土壓盾構(gòu)機(jī)“中鐵1412號”在南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)園順利下線。這是南昌制造的最大直徑(9.48米)盾構(gòu)機(jī)，重量達(dá)到3000噸，自身長度加上拖動平臺，總長達(dá)250米。作為我省首臺出口海外的盾構(gòu)機(jī)，其將被應(yīng)用于意大利西西里二期項目鐵路隧道工程建設(shè)，實現(xiàn)南昌制造“大國重器”走向國際市場的跨越。

　　“江銅一號”攻堅克難表現(xiàn)出色

　　1月23日，國內(nèi)有色金屬領(lǐng)域首臺超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“江銅一號”，在貴溪市銀珠山礦區(qū)鉛鋅銀礦項目中完成了3050米的掘進(jìn)任務(wù)，全線貫通順利出洞。

　　盾構(gòu)機(jī)是一種使用盾構(gòu)工法進(jìn)行地下隧道開挖建設(shè)的隧道掘進(jìn)機(jī)，能在掘進(jìn)的同時構(gòu)建(安裝)隧道之“盾”(指預(yù)制支撐性管片)，它的掘進(jìn)過程，有別于敞開式施工法(比如明挖、沉箱和鉆爆)。TBM是全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)的簡稱，在國際上屬于廣義盾構(gòu)機(jī)。而在我國，習(xí)慣上將用于土質(zhì)地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為(狹義)盾構(gòu)機(jī)，將用于巖石地層的稱為(狹義)TBM。

　　銀珠山礦區(qū)掘進(jìn)地質(zhì)條件復(fù)雜，破碎帶及斷層的總長度近千米，受坡道坡度、超小轉(zhuǎn)彎半徑等因素限制，設(shè)備原有的出渣系統(tǒng)難以滿足施工需求，極大地影響了掘進(jìn)效率。項目團(tuán)隊經(jīng)過深入研究與論證，采用超小轉(zhuǎn)彎連續(xù)皮帶機(jī)出渣的方案，攻克了“上陡坡、回頭彎、破碎帶”等一系列施工難題。

　　“江銅一號”的成功應(yīng)用，不僅為銀珠山礦區(qū)的開發(fā)提供了有力支持，更為有色金屬礦山應(yīng)用超小直徑TBM項目積累了寶貴經(jīng)驗。

　　“江銅一號”的“娘家”，位于新建經(jīng)開區(qū)的南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)園，名為江西中鐵工程裝備有限公司(以下簡稱“江西中鐵裝備”)。正是它，為南昌解鎖了“大國重器”盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)。

　　“一定要造中國人自己的‘大國重器’”

　　1997年，原鐵道部斥7億元巨資，進(jìn)口兩臺硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)，用于西康鐵路秦嶺隧道工程建設(shè)。

　　盾構(gòu)機(jī)是被譽(yù)為“工程機(jī)械之王”的龐然大物，長達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米不等，重達(dá)數(shù)百噸到數(shù)千噸，制造過程中涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測量等多門學(xué)科。之前，我國使用此類機(jī)械只能依賴進(jìn)口，一臺要價動輒數(shù)億元。

　　“機(jī)器維修時長按分鐘計算，費用高昂；保養(yǎng)時中方不能參與，進(jìn)度無法控制……關(guān)鍵技術(shù)受制于人，就沒有話語權(quán)。”這樣的情形令肖俊祥記憶深刻。

　　2003年7月，時年23歲的肖俊祥從華東交通大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)，入職中鐵隧道股份新鄉(xiāng)機(jī)械制造公司。學(xué)徒第一年，他在廣州地鐵3號線工程施工中操作盾構(gòu)機(jī)，“記得是外國盾構(gòu)機(jī)，界面都是英文�！睉{借專業(yè)素養(yǎng)和勤奮，肖俊祥很快摸清了盾構(gòu)機(jī)的“脾氣”。

　　這名來自撫州臨川的農(nóng)家子弟，形容傳統(tǒng)施工和盾構(gòu)機(jī)隧道施工的代差，“就像鐮刀和聯(lián)合收割機(jī)的差別�！�

　　對于正在高速發(fā)展的中國來說，因為鐵路、公路、水利、地鐵、海底隧道等大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，對盾構(gòu)機(jī)的需求占到全球60%以上，但德、美、日、法等國壟斷了盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)和市場。自主研發(fā)生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)，成為擺在中國面前的唯一出路�！耙欢ㄒ�造中國人自己的‘大國重器’！”，成了最早一批使用國外盾構(gòu)機(jī)的中鐵人的夢想。

　　2001年，由中鐵隧道股份新鄉(xiāng)機(jī)械制造公司承擔(dān)的“關(guān)于隧道掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究”被正式列入國家“863”計劃。2002年10月，中鐵“筑夢之隊”盾構(gòu)機(jī)研發(fā)項目組正式成立。

　　項目組成員以年輕人為主，基本上是液壓、電氣、機(jī)械制造三個專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生。2004年，由于科班出身、有操作經(jīng)驗，肖俊祥幸運地加入“筑夢之隊”。

　　盾構(gòu)機(jī)的“五臟六腑”長啥樣？“大腦神經(jīng)”怎樣運作？沒有技術(shù)，沒有指導(dǎo)，一切從零開始。為搞清楚盾構(gòu)的基本原理，大家在盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場跟班作業(yè)，逐漸熟悉和了解盾構(gòu)機(jī)的工作狀態(tài)、工作原理。使用和設(shè)計制造是兩個概念，當(dāng)時所有的技術(shù)和理念都是盲區(qū)，有時為了印證研發(fā)數(shù)據(jù)，項目組需要不斷前往施工現(xiàn)場求證。“加班和熬夜是家常便飯，通宵達(dá)旦地干也是常事�！毙た∠榛貞洝�

　　夢想要照進(jìn)現(xiàn)實，遇到的最大困難是刀盤設(shè)計。沒有人清楚刀盤設(shè)計、刀具布置到底與地質(zhì)是什么關(guān)系？為找到明確的解決方案，項目組一方面潛心研究，一方面采取“走出去、請進(jìn)來”的方式，派人出去學(xué)習(xí)，請老師上門講課，與高校聯(lián)合攻關(guān)，解決了一個又一個基礎(chǔ)理論問題，攻克了一個又一個難點。

　　盾構(gòu)機(jī)屬于定制產(chǎn)品，每臺都需要根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行個性化研發(fā)，尤其是刀盤和刀具，有時花費一兩個月時間，也找不到最佳方案。研發(fā)人員從不放棄，有時為了一個設(shè)計，彼此間吵得臉紅脖子粗，但大家有一個共同目標(biāo)：一定要生產(chǎn)出最安全最可靠的盾構(gòu)機(jī)。

　　2007年，項目組在關(guān)鍵核心技術(shù)方面取得突破，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)模擬檢測試驗平臺并投入使用。在關(guān)鍵部件和系統(tǒng)研發(fā)取得重要突破的基礎(chǔ)上，項目組開始進(jìn)行整機(jī)研制，再次得到上級部門的全力支持。

　　2008年4月25日，經(jīng)過無數(shù)科研人員的共同努力，我國首臺自主研發(fā)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“中國中鐵1號”，在位于河南新鄉(xiāng)的中國中鐵隧道集團(tuán)盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地下線，填補(bǔ)了我國在復(fù)合盾構(gòu)機(jī)制造領(lǐng)域的重大空白。

　　自2009年起，隨著我國基建市場的蓬勃發(fā)展，盾構(gòu)機(jī)市場發(fā)生了驚人的逆轉(zhuǎn)。2009年2月，“中國中鐵1號”在天津地鐵3號線營口道站順利始發(fā)，打破了“洋盾構(gòu)”一統(tǒng)天下的局面，也拉開了盾構(gòu)機(jī)國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的序幕。4個月后，天津地鐵3號線營口道至和平路段盾構(gòu)區(qū)間右線順利貫通，地面沉降控制在3毫米以內(nèi)。

　　“有幸參與、見證這一歷史進(jìn)程，是我迄今為止最為自豪的一件事情�！蓖�事歷歷在目，肖俊祥依然情難自禁。

　　“南昌造”一出生就風(fēng)華正茂

　　誰能想到，南昌有朝一日也能生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)？

　　過去，南昌市地鐵建設(shè)項目所需的盾構(gòu)機(jī)全部依賴省外引進(jìn)，本土企業(yè)的參與度極低。隨著南昌市前瞻性布局軌道交通全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于打造南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)園，這一局面發(fā)生了根本性變化。

　　2021年12月8日，中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司與南昌軌道交通集團(tuán)產(chǎn)業(yè)園管理有限公司合資成立江西中鐵工程裝備有限公司，建設(shè)盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)基地，這是南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)園對裝備制造、建筑施工、智能運營、設(shè)計研發(fā)進(jìn)行“1+4”產(chǎn)業(yè)布局的首個標(biāo)志性重大、重點項目。

　　2022年4月，江西中鐵裝備正式投產(chǎn)。依托中鐵的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和南昌市的政策優(yōu)勢，“南昌造”一出生就風(fēng)華正茂。

　　2022年6月29日，首批3臺南昌造“大國重器”——“昌盛一號”“昌盛二號”“先鋒一號”盾構(gòu)機(jī)下線。

　　這批盾構(gòu)機(jī)首次搭載智能化駕駛系統(tǒng)、隧道三維掃描系統(tǒng)、壁厚注漿質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、管片變形監(jiān)測系統(tǒng)等新工藝�！爸�前，大部分技術(shù)都是從外地引進(jìn)，南昌本土企業(yè)、本土裝備的參與度不高。這次下線的盾構(gòu)機(jī)，實現(xiàn)了南昌地鐵盾構(gòu)機(jī)在南昌企業(yè)生產(chǎn)制造，用南昌企業(yè)制造的裝備來建設(shè)南昌地鐵，這是重大突破�！蹦喜�軌道交通集團(tuán)產(chǎn)業(yè)園管理有限公司負(fù)責(zé)人告訴記者，新工藝、新技術(shù)的運用，將進(jìn)一步提升隧道施工的安全、環(huán)保、效率水平，推動南昌市智能制造向高端攀升。

　　“南昌地鐵1號線和4號線建設(shè)過程中，盾構(gòu)機(jī)都是從省外運送過來。由于體量比較大，運輸存在困難�！苯�西中鐵裝備生產(chǎn)技術(shù)部部長董雨暢表示，盾構(gòu)機(jī)實現(xiàn)本土化制造后，節(jié)約了大量運輸成本，帶動了本地制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)本土供應(yīng)鏈發(fā)展，進(jìn)一步提升了重型裝備的生產(chǎn)能力。

　　2022年7月31日，“昌盛一號”和“先鋒一號”盾構(gòu)機(jī)，分別于南昌地鐵1號線延長線蛟橋站、瑤湖東站順利始發(fā)。

　　首批“南昌造”盾構(gòu)機(jī)投入使用，開創(chuàng)了我省軌道交通裝備制造的先河，不僅為南昌軌道交通建設(shè)節(jié)約成本投入，還大幅提升設(shè)備進(jìn)場效率。其中，“昌盛一號”盾構(gòu)機(jī)從進(jìn)場組裝到調(diào)試完成僅用時12天，并一次性通過始發(fā)條件驗收，將節(jié)點工期提前近10天。

　　江西中鐵裝備為南昌地鐵項目建設(shè)注入新的動力，基地連續(xù)為1號線(北延、東延)、2號線(東延)項目建設(shè)提供13臺盾構(gòu)機(jī)，施工效率大為提升。

　　2025年1月，南昌地鐵傳出好消息，三條延長線已進(jìn)入全面系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，正向著6月底前開通試運營目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)，這比計劃工期提前整整半年。

　　從1到無窮，我們永不停步

　　“我們已經(jīng)實現(xiàn)了從0到1的突破，正走在從1到無窮的路上�！弊鳛楫�(dāng)年中國造盾構(gòu)機(jī)的研發(fā)者之一，肖俊祥多年以后被中鐵裝備派回南昌，擔(dān)任江西中鐵裝備副總經(jīng)理，目前是該項目的負(fù)責(zé)人。談及“大國重器”的過去、現(xiàn)在和未來，他有無限感觸。

　　記者：“南昌造”盾構(gòu)機(jī)取得了哪些成績？

　　肖俊祥：江西中鐵裝備自2022年4月投產(chǎn)后，“南昌造”盾構(gòu)機(jī)可謂“下餃子”般下線，先后生產(chǎn)了27臺盾構(gòu)機(jī)。其中13臺走出江西，在廣東、湖南、福建等地的工程建設(shè)中大展身手；另有1臺出口意大利。

　　記者：南昌市對盾構(gòu)機(jī)項目有何支持？

　　肖俊祥：支持是全方位的。在落戶初期，南昌市便為我們爭取到了大額的授信額度，并推動企業(yè)與高校合作，共同攻克技術(shù)難題。比如，與南昌大學(xué)、華東交通大學(xué)開展校企聯(lián)合，瞄準(zhǔn)盾構(gòu)機(jī)智能掘進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)行省級重大專項技術(shù)攻關(guān)，努力實現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)無人掘進(jìn)、無人駕駛的目標(biāo)。

　　此外，南昌市還出臺一系列促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策措施，并開展科技體制改革三年攻堅行動，為盾構(gòu)機(jī)等高端裝備制造業(yè)的發(fā)展提供有力的政策保障。這些措施不僅提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率和技術(shù)水平，還進(jìn)一步增強(qiáng)了南昌軌道交通產(chǎn)業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。

　　記者：隨著南昌地鐵施工漸入尾聲，下一步有什么計劃？

　　肖俊祥：“江銅一號”完成掘進(jìn)任務(wù)順利出洞，充分證明了江西礦山工程建設(shè)領(lǐng)域適用硬巖TBM工法施工，這對促進(jìn)江西礦山巷道建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展意義重大。江西有色金屬礦藏豐富，這也正是我們的藍(lán)�！�—讓采礦業(yè)用上高水平的“南昌造”盾構(gòu)機(jī)。同時，我們要全面進(jìn)軍國內(nèi)外綜合管廊、抽水蓄能市場，進(jìn)一步樹立“江西制造”的品牌形象。

　　江西日報全媒體記者 吳志剛