吃苦打破外國科技壟斷 中國最大挖隧道「盾構機」出廠

國情動向 09:24 2020/09/29

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吃苦打破外國科技壟斷 中國最大挖隧道「盾構機」下線

中國最大隧道挖掘「盾構機」出廠。時值美國繼華為後向中芯國際出手,打響中美科技戰新一仗。掌握科技方能掌握未來,而中國科技受外國「卡脖子」問題嚴重,在盾構機方面也曾經要看外國臉色。中國盾構機從無到有,再到成功出口多國,打破少數國家壟斷的經驗,或許值得芯片(晶片)產業借鏡。

中國最大直徑盾構機「京華號」周日(27日)在湖南長沙下線(離開生產線出廠)。京華號由中國鐵建重工集團、中鐵十四局集團聯合研製,直徑16.07米,長150米,重4,300噸,是中國迄今研製的最大直徑盾構機,能挖掘相當於超過5層樓高的隧道。

京華號出廠後,會參與北京東六環改造工程建設。該盾構機塗裝亦反映了北京地域文化特色,刀頭部分塗裝形似紅色京劇臉譜,代表忠勇義烈。

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12米及以上直徑的盾構機通常稱為超大直徑盾構機。中國鐵建重工集團掘進機研究設計院副院長張帥坤稱,超大直徑盾構機集機械、電氣、液壓、信息、傳感、光學等尖端技術於一體,對設備的可靠性要求很高。

據悉,京華號實現了首次在16米級超大直徑盾構機上,應用常壓換刀技術,刀盤內部設有氣密艙,讓工作人員無需如潛水員般經過加壓減壓過程,即能在富水高壓的地層更換刀頭,大幅提升效率。京華號的500噸刀盤亦使用了伸縮式主驅動創新設計,一旦需要換刀或遇到障礙,可以前後移動,靈活應對。

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盾構機又稱為隧道掘進機。內地傳媒稱,外國早在1825年就發明並使用盾構機,而由於製造難度大,盾構機市場一直都被德國、美國及日本三個製造大國長期霸佔,購買者沒有任何議價權,花錢還要看臉色,中國舊時也不例外。

1997年,中國在修建西康鐵路秦嶺隧道時,從德國維爾特公司(Aker Wirth)引進了第一台隧道掘進設備,花了7億人民幣。7億元對當年的中國來說不是小金額,但人家態度就是「愛買買,不買拉倒」。

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中鐵工程裝備集團董事長譚順輝回憶說,那時候價格話語權在外國人那,他說多少錢就是多少錢,機器規格要有任何變更,都要先把價錢加上來再說。「由於國外在技術佔領了最高點,他們眼睛往下看人的那種傲慢讓人最不接受,很難受。」

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與此同時,外國盾構機的售後服務也很貴,一個小時的工資達到600到800歐元,何時修還得看人家的工作作息和心情。據稱,外國專家在檢修時還要拉起警戒線,不讓中國人靠近觀看。

2001年,外方提出,要把一台舊的盾構機按照新盾構的價格出售,並且對配件加價100%。在他們看來,中國人自己造不來,條件再苛刻也會接受。幾代中國人在心裏較勁:「以後一定要用上我們自己製造的設備。」

從無到有 再到「人無我有 人有我優」

從設計圖紙起步,中國毫無經驗下,開始摸索自己的盾構機。初時有樣學樣,外形是有了,但離國產還很遠。中鐵工業總經理李建斌表示:「真的自己做起來,才知道其中關鍵部件的製造難度有多大。比如刀具,刀具佈置時候數量多少?高度多少?刀間距多少?刀盤開口率多少?中國人對這些都不知道,就得從零開始,從事理論上的研究。」 

在實際工作中,盾構機可能會碰上花崗岩、石灰岩等不同種類岩石,並可能會面對硬土、軟土、淤泥、粉質粘土等土壤,這些都需要根據不同地質配不同的刀具,做出最適合的設計。光弄清楚刀具問題,中國就用了近5年的時間。

在這樣的難度下,中國還是把這塊骨頭啃下來了。2008年,中國第一台擁有自主知識產權的盾構機成功下線。2013年,當年「老大哥」德國維爾特公司反過來被中鐵裝備收購。如今,國產盾構機打破了國外的技術和市場壟斷,拉低了同類產品價格的40%,更出口到俄羅斯、印度、法國等多個國家。

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中國盾構機還在不少領域做到了頂尖,創新出世界首台馬蹄形盾構機、世界最大矩形盾構機、全球首台斜井雙模式盾構機、全球首台永磁電機驅動盾構機等。

中國工程院院士陳湘生指出,京華號下線,標誌中國在超大直徑盾構機領域走在全球前列。「這台設備的意義不僅在盾構機本身,而在於創造了中國製造業特別是施工裝備的一種新的創新模式。以國家需求為驅動力,着力於技術創新這個核心,湖南在施工裝備製造業將走在全球前列。」

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責任編輯:連兆鋒

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