作為一個有著基建狂魔稱號的國家,，盾構(gòu)機(jī)在我國的基建建設(shè)中，發(fā)揮著無可替代的重要地位,。

然而,，我國盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷史，確是一波三折,，甚至用歷盡坎坷來形容也毫不為過,，盾構(gòu)機(jī)這樣的“大國重器”，從國外的技術(shù)封鎖,，到如今的遠(yuǎn)銷海外,，可謂是見證了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也證明了我國科研人員的嘔心瀝血,。

“大國重器”盾構(gòu)機(jī)

盾構(gòu)機(jī),，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械,，一般情況下,，我們可能不能經(jīng)常遇見這個“大國重器”，畢竟這玩意常年混跡于地下,。

由于盾構(gòu)機(jī)具有一次開挖完成隧道的特色,，從開挖、推進(jìn),、撐開全由該機(jī)具完成,，開挖速度是傳統(tǒng)鉆爆法的5倍,。

盾構(gòu)機(jī)的出現(xiàn)至今已有近兩百年的歷史,，但正式地運(yùn)用歷史較短,。

1952年，美國南達(dá)科他州的歐阿希水壩是全球首個利用盾構(gòu)機(jī)施工成功的案例,。

20世紀(jì)70年代,，全球盾構(gòu)機(jī)研發(fā)重點區(qū)域從歐洲向日本和美國轉(zhuǎn)移。日本不斷研究改善盾構(gòu)施工,，做出了許多卓越的貢獻(xiàn),。

1968--1989年近20年之間日本研發(fā)了多種盾構(gòu)機(jī)類型，使盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入了—個新的臺階,，研發(fā)了泥水加壓盾構(gòu),、泥水式雙圓搭接盾構(gòu)工、泥土加壓盾構(gòu),、高濃度泥水盾構(gòu),、注漿盾構(gòu)工等多種施工法。

1969年美國和英國在盾構(gòu)施工中率先使用油壓千斤頂盾構(gòu)以及滾筒式挖掘機(jī),；這一時期開發(fā)了多種新型盾構(gòu)工法,，以泥水式、土壓式盾構(gòu)工法為主,，盾構(gòu)施工法不斷完善發(fā)展,，成績斐然。

在1988年起的英法海底隧道建設(shè)工程完成后,，盾構(gòu)機(jī)才打響名號,，得到廣泛的應(yīng)用，并高速發(fā)展,。

現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是集光,、機(jī)、電,、液,、傳感、信息技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品,，具有開挖切削土體,、輸送土碴、拼裝隧道襯砌,、測量導(dǎo)向糾偏等功能,。

盾構(gòu)機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)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)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計制造,，可靠性要求極高,，因此盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)具有極高的技術(shù)壁壘。

技術(shù)落后,，受制于人

全球盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展,，可以追溯到約兩百年前。1818年,，法國工程師布魯諾爾無意中看到了一條鑿船蟲,。它一邊蠕動一邊在木頭上鉆洞，同時從體內(nèi)分泌的一種黏液能加固洞穴,，還能抵抗木板的潮濕,。

于是，他提出了盾構(gòu)掘進(jìn)隧道的原理,，據(jù)此設(shè)計的“開放型手掘盾構(gòu)機(jī)”獲得英國專利,。1825年，他研制出了矩形盾構(gòu)機(jī),，首次應(yīng)用于泰晤士河隧道工程,。

泰晤士河隧道的建設(shè)并不順利，中間發(fā)生河水灌進(jìn)隧道及瓦斯爆炸等問題,。在布魯諾爾歷時7年改進(jìn)盾構(gòu)機(jī)后,，又經(jīng)過多年精心施工，隧道終于在1843年建成,，成為世界工程史上一座重要的里程碑,。

1887年，工程師格雷特在南倫敦鐵路隧道施工中,，成功使用了圓形盾構(gòu)和壓氣組合工法,，為現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

此后,，盾構(gòu)機(jī)相繼傳入美歐,、日本、前蘇聯(lián)及我國等等,，并得到不同程度發(fā)展,。

在20世紀(jì)的一百年間，前50年是盾構(gòu)機(jī)及TBM在歐美日得以推廣普及,，后50年是歐美日企業(yè)推動盾構(gòu)技術(shù)自動化,、多樣化和大直徑化等升級,，并統(tǒng)治了全球市場。而與此同時,，中國卻明顯掉隊了,。

新中國成立初期，東北阜新煤礦用直徑2.6m的手掘式盾構(gòu)及小混凝土預(yù)制塊修建疏水巷道,，這是我國首條用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工的隧道,。

此外,，1957年,，北京市下水道工程首次采用了兩臺自研盾構(gòu)機(jī)施工，這距離西方首臺盾構(gòu)機(jī)已落后一百多年,。

六七十年代,，北京、上海,、杭州等城市的研究機(jī)構(gòu),，曾在盾構(gòu)機(jī)研發(fā)上獲得一定突破。但受當(dāng)時技術(shù),、經(jīng)濟(jì)條件及計劃經(jīng)濟(jì)體制限制,，發(fā)展一直比較緩慢。

到了九十年代,，中國盾構(gòu)技術(shù)開始取得長足進(jìn)步,，其中以上海尤為明顯。比如1990年,，上海地鐵1號線工程全線開工,，18km區(qū)間隧道采用了7臺中法聯(lián)合制造的φ6.34m土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。

此后,，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,，要修建的鐵路及隧道等設(shè)施越來越多，對盾構(gòu)機(jī)的需求也同步迅速增加,。但無奈在“造不如買”思潮下,，國內(nèi)設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，使得德日三國美企業(yè)占據(jù)90%以上市場,。

但是,，高度依賴國外設(shè)備面臨許多問題：成本高昂，跨國溝通低效,，甚至“技術(shù)專家要人家配,，檢修還拉警戒線”。

外商漫天要價,，“愛買不買”

1997年,，原鐵道部耗資7億才引進(jìn)兩臺德國硬巖掘進(jìn)機(jī),，用于西康鐵路秦嶺隧道。

為降低成本,，中國到處比較施工方案,。在當(dāng)時，如果要用傳統(tǒng)爆破方式挖一條小型隧道,，需要1000名工人持續(xù)工作5年時間,，而且中間幾乎不可能避免人員傷亡事件。

但如果換德國盾構(gòu)機(jī)來挖這個隧道,，只需要5個月時間,，而且由于工人在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部工作，安全相當(dāng)?shù)挠斜ＷC,。

然而德國人卻報價7個億,，中國人就只能接受7個億，不允許還價,，愛買買,，不買拉倒。

那可是1997年的7個億,，雖然德國人的態(tài)度很差勁,，報價也貴上了天，但當(dāng)時國內(nèi)的技術(shù)不行,，人家的技術(shù)確實能提升工程效率,，所以沒辦法，只能捏著鼻子認(rèn)了這個價格,。

另外,，中方施工人員在出故障求助于國外廠家時，對方提出的解決方案往往是高價錢更換部件,。

比如1999年,，在廣州二號線施工中，一臺進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)沒有抓牢“管片”,，后來對方提出300萬換修費(fèi)用,。

這導(dǎo)致中國盾構(gòu)機(jī)事業(yè)陷入“冰與火”的狀態(tài)中，一方面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遍地開花,，國內(nèi)對盾構(gòu)機(jī)的需求飆升至占全球60%以上,。另一方面，在應(yīng)用上卻處處受制于人,，甚至導(dǎo)致項目施工進(jìn)度受到極大影響,。

這一切，都刺激著中國盾構(gòu)人的自尊心及昂揚(yáng)斗志。全部花錢從國外進(jìn)口,，靠它們支撐中國基建產(chǎn)業(yè)?這非常不現(xiàn)實,，只會繼續(xù)挨打受氣。

因此,，自主研發(fā)生產(chǎn)盾構(gòu),，成為擺在中國面前的唯一出路。

黑暗前的黎明

從2002年開始,，中國致力于“造中國最好的盾構(gòu)”,。

國家科技部將盾構(gòu)技術(shù)研究列入“863”計劃，實現(xiàn)中國盾構(gòu)從有到優(yōu)的歷史突破,。

中國盾構(gòu)的研發(fā)從此一發(fā)不可收拾,。2004年10月，上海隧道工程股份有限公司推出第一臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“先行號”地鐵盾構(gòu)樣機(jī),。

2006年底,，“先行2號”盾構(gòu)在滬制造安裝完成并正式下線,，首次實現(xiàn)了國內(nèi)陸鐵盾構(gòu)的批量生產(chǎn),。

2008年4月，依托“863”計劃,，由中鐵隧道集團(tuán)隧道設(shè)備制造公司牽頭研制的復(fù)合盾構(gòu)“中國中鐵1號”下線,，成功地實現(xiàn)了從“造中國人自己的盾構(gòu)”跨越到“造中國最好的盾構(gòu)”這一夢想。

2009年9月,，一臺直徑為11.22m的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大直徑泥水盾構(gòu)“進(jìn)越號”成功貫穿上海打浦路隧道復(fù)線工程,，標(biāo)志著我國進(jìn)入了具備大直徑泥水盾構(gòu)自主設(shè)計、制造和施工技術(shù)的盾構(gòu)大國行列,。

強(qiáng)勢逆襲,，遠(yuǎn)銷海外

從2009年開始，盾構(gòu)機(jī)市場出現(xiàn)驚天逆轉(zhuǎn),。

彼時我國“基建狂魔”本性集中迸發(fā),，中國鐵建、中國中鐵,、上海隧道制造的盾構(gòu)機(jī)先后成功下線,。

僅僅十幾年，中國盾構(gòu)機(jī)高歌猛進(jìn),，產(chǎn)品迅速迭代,、升級，已經(jīng)能夠生產(chǎn)適應(yīng)各種地質(zhì)條件,、各種項目需求的大型盾構(gòu)機(jī),。目前，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)每年出廠臺數(shù)、擁有量,、盾構(gòu)隧道施工里程,，都是世界第一。

此外,，“三十年河?xùn)|三十年河西”,，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已占國內(nèi)90%的市場份額。其中有六大王牌軍：鐵建重工,、中鐵裝備,、中交天和、上海隧道,、三三工業(yè),、北方重工。前二者是領(lǐng)頭羊,，但個個創(chuàng)新能力爆表,。

誰都可能沒有想到2001年，中國中鐵95%基建開發(fā)都是進(jìn)口設(shè)備,，光盾構(gòu)機(jī)的投入一年就超50億元,。

但如今中國已經(jīng)打了個漂亮的翻身仗：國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)不僅返銷多個國家，而且已占全球2/3市場,。

顯然,，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)在崛起過程中，也盯住了海外市場,。比如黎巴嫩缺水問題曾特別嚴(yán)重,，當(dāng)?shù)鼐用窬S持生活依靠昂貴的桶裝水。

2014年,，黎巴嫩宣布了工期數(shù)年的大貝魯特供水項目,，但施工特別困難，因為引水隧洞只有3.5米的直徑,，全世界那時都沒有量產(chǎn)那么小的掘進(jìn)設(shè)備,。

對此，2015年,，中國中鐵成功研制全球最小直徑的巖石隧道掘進(jìn)機(jī),，第二年就發(fā)貨運(yùn)往了黎巴嫩，應(yīng)用在供水項目中,。

在中國設(shè)備助力下,，項目中距離最長施工難度最大的2號隧道已于2018年3月貫通，去年投入使用后,，約160萬人口的用水問題將得到很好解決,。準(zhǔn)確抓住各國需求，是國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)成功的一大要素。

此外,，中國的盾構(gòu)機(jī)性價比更高,。比如過去中國花3億元從德國進(jìn)口一臺盾構(gòu)機(jī)，現(xiàn)在就以2億元的價格出口,。由于國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)動輒比國外便宜2000萬元以上,，國際同類產(chǎn)品價格硬是被拉低了40%。

當(dāng)然中國盾構(gòu)機(jī)在技術(shù)和制造上也不馬虎,，而且逐步實現(xiàn)了引領(lǐng),。世界首臺馬蹄形盾構(gòu)、世界最大矩形盾構(gòu),、全球首臺斜井雙模式TBM,、全球首臺永磁電機(jī)驅(qū)動盾構(gòu)機(jī)……這些領(lǐng)先技術(shù)都出自我國。

此外,，2017年,，中國盾構(gòu)機(jī)首次打入歐洲市場，出口俄羅斯時一“去”就是五臺,。

緊接著是土耳其,、丹麥、意大利,、法國,、澳大利亞、印度等等,，總計數(shù)十個國家和地區(qū)的城市軌道、引水工程等基建項目,。

2018年3月,，中交天和研制的“巨龍”超大直徑盾構(gòu)機(jī)順利下線，直徑達(dá)12.12米,，后用于中國當(dāng)年在海外最大公路隧道項目——孟加拉國卡納普里河底隧道工程,，首次打破歐美壟斷海外高端設(shè)備局面。

小結(jié)：

從無到有,，從受制于人到技術(shù)突破,，從自主創(chuàng)新到領(lǐng)先世界，經(jīng)過十多年探索與開發(fā),，中國盾構(gòu)機(jī)已從任人宰割,，到登頂世界前列。

可以說國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)為“基建狂魔”涂上了濃厚的一筆,，如今國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)占據(jù)國內(nèi)90%以上的市場份額,，并且出口到世界21個國家和地區(qū)，占據(jù)了三分之二的國際市場，成為當(dāng)之無愧的世界第一,。

當(dāng)然,，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展史是我國現(xiàn)代科技發(fā)展逆襲的一個代表。這是中國科研人員締造的奇跡,，更是中國不屈民族精神的體現(xiàn),。

打不死我的，終將會使我們更加強(qiáng)大,，盾構(gòu)機(jī)如此,，未來芯片產(chǎn)業(yè)亦如此。