在新中國(guó)成立的70年里，一代代建設(shè)者們逢山開路、遇水架橋，不畏艱險(xiǎn)、不甘人后，為國(guó)家前行貢獻(xiàn)著智慧、汗水和力量，為新中國(guó)締造了一個(gè)個(gè)人間奇跡般的超級(jí)工程，高級(jí)公路、高鐵、地鐵……種種交通設(shè)施縱橫交錯(cuò)，連接著城市與鄉(xiāng)村，人們的生活因此更加美好。

惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟創(chuàng)新者勝。裝備制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的脊梁，如果裝備技術(shù)落后，許多重大工程就難以順利開展。隨著科技創(chuàng)新，我國(guó)掘進(jìn)裝備技術(shù)水平逐漸邁入了世界前列，大國(guó)重器開始走出國(guó)門，活躍在許許多多國(guó)際超級(jí)工程中，盾構(gòu)機(jī)就是一個(gè)典型的代表。

全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士楊華勇：行走大地，探索未知

本報(bào)記者 司晉麗

夢(mèng)想成真

9月27日，由中國(guó)鐵建重工自主研制的一臺(tái)直徑11米級(jí)盾構(gòu)機(jī)從上海啟航，前往莫斯科參與地鐵隧道挖掘施工，這是中國(guó)向歐洲出口的最大直徑的盾構(gòu)機(jī)。就在此前一個(gè)月，由中鐵工程裝備集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的兩臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)成功下線，也將出口丹麥，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)首次打入北歐市場(chǎng)。

“夢(mèng)想的這一天終于來了！我們成為盾構(gòu)技術(shù)強(qiáng)國(guó)，可以和發(fā)達(dá)國(guó)家并跑了?！鼻胺浇輬?bào)頻傳，全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士、國(guó)家重大基礎(chǔ)研究（973）項(xiàng)目首席科學(xué)家楊華勇難掩內(nèi)心的振奮。這些年，他與鐵建重工、中鐵裝備等單位精誠合作，使國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)從無到有、從有到強(qiáng)，我們國(guó)家擁有了盾構(gòu)機(jī)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

在新中國(guó)建設(shè)的起步階段，盾構(gòu)機(jī)的需求已經(jīng)開始凸顯了。上世紀(jì)60年代中期，在中共中央指示下，北京開始修建地鐵一號(hào)線。由于沒有專業(yè)掘進(jìn)設(shè)備，地鐵隧道挖掘進(jìn)度緩慢。得知這個(gè)情況后，周恩來總理指示科委立項(xiàng)生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)。無奈當(dāng)時(shí)的技術(shù)欠缺太多，盡管趕做出來一臺(tái)樣機(jī)，但在工作了100米左右后就停止了，12公里長(zhǎng)、近10米深的隧道基本上全部依賴中鐵建的前身——鐵道兵戰(zhàn)士夜以繼日地進(jìn)行人工挖掘。

上世紀(jì)90年代中期，國(guó)家經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，重大工程建設(shè)項(xiàng)目遍地開花。在龐大的剛需面前，上海、廣州等一線城市不得不斥巨資從日本、德國(guó)等國(guó)家進(jìn)口五六千萬甚至上億元人民幣一臺(tái)的盾構(gòu)機(jī)，然而這個(gè)舶來品不僅價(jià)格令人咋舌，維護(hù)起來也特別麻煩。

“一臺(tái)6.3米左右的進(jìn)口地鐵盾構(gòu)機(jī)，從廣州登陸5000萬元人民幣左右，一路北上，身價(jià)飆升，達(dá)到6000多萬元。為此，一些企業(yè)只好買二手盾構(gòu)?！睏钊A勇說，不僅如此，這一臺(tái)臺(tái)“天價(jià)”的機(jī)器，由于外方設(shè)置了技術(shù)壁壘，不允許中方參與設(shè)備維修，維修工時(shí)也取決于外方。外方派來的專家，是從飛機(jī)離開原地就開始計(jì)工時(shí)費(fèi)，加上吃住用等費(fèi)用，每天要花掉中國(guó)企業(yè)將近3000美金。板子打在施工企業(yè)的身上，疼到無法言語。

落后就要仰人鼻息。我國(guó)各地高鐵、高速公路、地鐵以及西氣東輸、港珠澳大橋等重大工程里，盾構(gòu)機(jī)的工作的身影不絕如縷。面對(duì)現(xiàn)實(shí)，大國(guó)重器一定要掌握在自己手中！

一頁翻過，換了人間。如今，僅鐵建重工和中鐵裝備兩家企業(yè)的盾構(gòu)產(chǎn)品，就批量出口到20多個(gè)國(guó)家。從進(jìn)口盾構(gòu)一統(tǒng)天下，到僅中鐵裝備一家公司年產(chǎn)盾構(gòu)就能達(dá)到280臺(tái)。盾構(gòu)機(jī)成為繼高鐵后中國(guó)企業(yè)走出去的又一張“金名片”。失去了中國(guó)這個(gè)最大的出口市場(chǎng)，曾經(jīng)遙不可及的發(fā)達(dá)國(guó)家的盾構(gòu)機(jī)公司，或破產(chǎn)或被中國(guó)企業(yè)收購。

2014年，習(xí)近平總書記在視察中鐵工程裝備集團(tuán)時(shí)說，盾構(gòu)技術(shù)是工程上的“穿山甲”，有了這個(gè)技術(shù)，很多難題就可以解決，工程的效率、安全得到了巨大提升和保障。也是在那時(shí)，總書記提出，“推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變”。

今非昔比。今年6月2日，在北京地鐵中鐵建的施工現(xiàn)場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)“正陽一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正在工作。這個(gè)龐然大物的啟動(dòng)，意味著貫穿北京城的“地下中軸線”的8號(hào)線三期工程王府井到前門區(qū)開始掘進(jìn)。從鐵道兵到中鐵建，不只是一個(gè)單位名號(hào)的更迭，更展示著大國(guó)奮進(jìn)的嘹亮足音和堅(jiān)強(qiáng)實(shí)力。與此同時(shí)，中鐵建莫斯科地鐵項(xiàng)目施工也在進(jìn)行中，該項(xiàng)目是中國(guó)企業(yè)首次在海外市場(chǎng)實(shí)施大直徑地鐵盾構(gòu)工程，在國(guó)際舞臺(tái)上展示著中國(guó)機(jī)械工業(yè)的領(lǐng)先水平。

“中國(guó)的巨型盾構(gòu)將在三至五年內(nèi)挑戰(zhàn)世界之最，盾構(gòu)機(jī)直徑將達(dá)18米?！睏钊A勇介紹。僅僅10余年，中國(guó)就實(shí)現(xiàn)了從無到有，從有到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。

赤子之心

盾構(gòu)機(jī)100多年前誕生于英國(guó)，德國(guó)、日本等制造強(qiáng)國(guó)后來居上。楊華勇曾在英倫學(xué)習(xí)流體傳動(dòng)及控制專業(yè)，但他第一次接觸到盾構(gòu)機(jī)還是在浙江大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里。

那是上世紀(jì)90年代的一天，正在黃浦江下開展隧道作業(yè)的一臺(tái)進(jìn)口盾構(gòu)機(jī)突然停止不動(dòng)了，面對(duì)這臺(tái)笨重的“洋家伙”，施工人員面面相覷，不知道該怎么辦。一想到要求助外方，那高昂的費(fèi)用和不知要多久的維修期限，他們就犯愁。在一位領(lǐng)導(dǎo)的提議下，機(jī)器被運(yùn)到了機(jī)械專家楊華勇面前“求醫(yī)”。

機(jī)器修好了。從那以后，楊華勇也與盾構(gòu)分不開了，他成了隧道里的“急診醫(yī)生”，在全國(guó)工程現(xiàn)場(chǎng)奔波。而盾構(gòu)機(jī)的昂貴和外方苛刻的條件也刺激了他，“我們要是有自己的盾構(gòu)機(jī)，該多好?。　彼_始為國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)的論證奔走呼號(hào)，常常跑到北京，自掏腰包承擔(dān)一切費(fèi)用?？嗫谄判恼f服一些高校和機(jī)構(gòu)參與，但由于反對(duì)聲太大，又沒有經(jīng)費(fèi)，有些機(jī)構(gòu)退出了。

在共和國(guó)的故事里，人們常常能聽到科學(xué)家們的愛國(guó)情、赤子心。楊華勇并不孤單。正當(dāng)他一籌莫展時(shí)，契機(jī)出現(xiàn)了。在得知各大城市都在用進(jìn)口盾構(gòu)后，“中國(guó)近代力學(xué)之父”錢偉長(zhǎng)高瞻遠(yuǎn)矚，看到未來盾構(gòu)市場(chǎng)的巨大潛力，致信黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人，呼吁盡快結(jié)束大筆費(fèi)用拱手讓給發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)沒有自己的隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)的尷尬局面。

2001年，科技部將盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)列入“863”計(jì)劃，具體負(fù)責(zé)論證可行性的工作由楊華勇負(fù)責(zé)。杭州、上海、廣州、北京……每個(gè)月，課題組都要變換地方做調(diào)研、開總結(jié)會(huì)。“照葫蘆畫瓢很簡(jiǎn)單，但我們的目標(biāo)是掌握核心技術(shù)，做自主研發(fā)。”楊華勇說。盾構(gòu)機(jī)的電液驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)是核心關(guān)鍵部分，被稱為盾構(gòu)機(jī)的“心臟”。在最初的科研中，科學(xué)家們化整為零，團(tuán)隊(duì)中每個(gè)高校承擔(dān)一部分難題，楊華勇承擔(dān)的就是“心臟”部分。從拆德國(guó)舊盾構(gòu)機(jī)做起，把液壓和電控系統(tǒng)、刀盤一一改裝。在夙興夜寐研發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機(jī)的電液驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)后，改裝好的盾構(gòu)機(jī)在上海地鐵2號(hào)線延長(zhǎng)線掘進(jìn)試驗(yàn)成功。

隨后，我國(guó)自主研發(fā)盾構(gòu)機(jī)開始推進(jìn)。以鐵建重工和中鐵裝備集團(tuán)為主要牽頭企業(yè)，致力于盾構(gòu)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。2007年，浙江大學(xué)楊華勇團(tuán)隊(duì)與中鐵隧道集團(tuán)、中鐵工程裝備有限公司等多家單位開展合作，推出第一臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合盾構(gòu)機(jī)“中鐵一號(hào)”。中國(guó)中鐵股份公司網(wǎng)站于2009年4月10日發(fā)布了一則消息，“中國(guó)中鐵一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)地天津地鐵三號(hào)線盾構(gòu)工地成功始發(fā)，通過天津市建委組織的驗(yàn)收，標(biāo)志著該臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

我國(guó)盾構(gòu)機(jī)走上自主研發(fā)之路，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)也開始迅猛發(fā)展的十年，擺脫了外方束縛，走出了自己的發(fā)展道路。2018年12月，“春風(fēng)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)順利通過驗(yàn)收，2019年4月盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)場(chǎng)并完成地面拼接，盾體及其他附屬部件于5月中旬陸續(xù)抵達(dá)深圳春風(fēng)隧道現(xiàn)場(chǎng)。

2013年，楊華勇當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。穿江越海，穿山越嶺……大國(guó)重器盾構(gòu)機(jī)，在崛起中的國(guó)家閃耀光芒，為中國(guó)強(qiáng)起來貢獻(xiàn)力量。 

通往未來

一件事情成功后，回首向來蕭瑟處，總是多有感觸。楊華勇笑著說，感觸最多的，可能就是那些“不相信”了——   

在盾構(gòu)機(jī)立項(xiàng)之初，一些基建專家不相信這個(gè)龐然大物能由中國(guó)科學(xué)家能做出來；“中鐵一號(hào)”成功在河南新鄉(xiāng)成功下線后，制造者們?cè)鴳汛е@個(gè)“寶貝”邀請(qǐng)上級(jí)科技主管單位來驗(yàn)收，結(jié)果沒人愿意來，他們不相信中國(guó)科學(xué)家能的能力；剛研發(fā)出的機(jī)器在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)遇冷，客戶不相信產(chǎn)品質(zhì)量，沒有人敢貿(mào)然發(fā)出訂單……

“當(dāng)時(shí)有一種說法，超過百萬元的設(shè)備，中國(guó)不可能做出來。即使做出來，也不可能量產(chǎn)?！睏钊A勇說。要打消人們的疑慮，只能用產(chǎn)口實(shí)力說話。例如，2009年，“中鐵一號(hào)”在天津地鐵的施工中，和進(jìn)口盾構(gòu)一起進(jìn)入隧道同時(shí)開始工作，結(jié)果證明工作效率不輸于進(jìn)口盾構(gòu)，一下?lián)Q來8臺(tái)訂單。

在重慶、青島等一些城市，隧道巖石多，普通盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)滿足不了這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)， 硬巖掘進(jìn)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 2014年，中鐵建自主研制的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)大直徑全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（敞開式TBM）在長(zhǎng)沙成功下線。三年后，采用我國(guó)自主研制的首臺(tái)TBM硬巖掘進(jìn)機(jī)施工的國(guó)家“十三五”水利建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目——吉林省中部城市引松供水工程總干線22.6公里引水隧洞20日貫通，為該項(xiàng)目按期在2019年年底建成通水奠定了基礎(chǔ)。 此外，中國(guó)TBM還出現(xiàn)在國(guó)外的黎巴嫩供水、老撾水電站、伊朗引水等工程中。

楊華勇還記得，10多年前，與鐵建重工開始合作研制盾構(gòu)機(jī)時(shí)，他到長(zhǎng)沙考察，入眼只有推土的景象，連一個(gè)車間都沒有。時(shí)隔不到一年他再去，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)車間已經(jīng)可以開始使用了。從盾構(gòu)機(jī)到硬巖掘進(jìn)機(jī)，企業(yè)熱忱的渴望，高效的執(zhí)行力，令他對(duì)中國(guó)裝備的未來充滿信心。

凡是過往，皆為序章。眼下，楊華勇著眼于智能盾構(gòu)的研究。“因?yàn)槭袌?chǎng)在中國(guó)企業(yè)手上，技術(shù)還要自己來開發(fā)引領(lǐng)?！倍軜?gòu)機(jī)在工作中遇到問題，司機(jī)需要做很多決策，因此司機(jī)的培養(yǎng)周期很長(zhǎng)。未來，隨著技術(shù)進(jìn)步，數(shù)據(jù)可以直接抵達(dá)總部辦公室?！袄缫粋€(gè)遠(yuǎn)在以色列特拉維夫的工地在盾構(gòu)施工中遇到問題，工作人員不必要現(xiàn)場(chǎng)，在辦公室就可以做出輔助決策，還可以讓機(jī)器人去換盾構(gòu)機(jī)刀頭。在未來，司機(jī)可以被部分替代或完全替代?！?/p>

年少時(shí)讀《居里夫人傳》這本書，深深影響了楊華勇的思想和人生。如今千帆過盡，在科研道路上取得矚目成就的他仍舊相信，對(duì)于未知世界,應(yīng)該去探索去發(fā)現(xiàn)。