打印
??日前,在萬里長江入海口,世界最大直徑豎井掘進機“啟明號”于崇太長江隧道2號豎井順利始發,同處江畔的世界最大直徑高鐵盾構機“領航號”已掘進超萬米,一橫一豎組團攻堅、破壁前行;在粵港澳大灣區,世界首臺原位可變徑盾構機“變徑一號”在廣州地鐵項目高效掘進;在杭州高教路隧道,開挖直徑達16.2米的“余杭·先行號”成功始發……國內首個隧道與地下空間領域垂直大模型、先鋒·工業制造大模型等相繼發布,中國中鐵以一項項技術突破、一個個“國之重器”,不斷拓寬國產盾構技術的發展邊界,讓“中國盾構”這張國家名片愈發熠熠生輝。
??近年來,隨著國家深地開發、交通強國等戰略深入推進,向地下要空間、向深地要資源的發展需求愈發迫切,對高端隧道掘進裝備的技術性能、適配場景與服務能力提出更高要求。立足戰略需求,中國中鐵持續深耕盾構全鏈條服務體系構建,已形成從核心技術研發、定制化產品制造、精準化施工運維到綠色化設備再制造的完整產業鏈,可針對不同地質、不同工況,提供全生命周期解決方案,全方位對接客戶多元化、個性化需求;同時不斷拓展隧道掘進機應用邊界,從軌道交通到水利水電,從礦產開采到抽水蓄能,已構建起覆蓋多領域、多場景的全系列產品矩陣。
??方向領航 踐行“三個轉變”實現跨越發展
??2014年5月10日,習近平總書記在中鐵工業旗下中鐵裝備盾構總裝車間考察時,作出“推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”的重要指示。習近平總書記重要指示如明燈照亮前路,不僅為中國制造業轉型升級錨定了航向,更點燃了中國品牌邁向世界的雄心。
??作為“三個轉變”重要指示首倡地、中國品牌日發源地,中國中鐵始終將這份厚重使命銘之于心、踐之于行,在隧道掘進裝備領域持續突破技術壁壘、刷新行業標桿,不斷推動裝備制造業高端化、綠色化、融合化發展,以一系列“世界首臺”“國內首創”的隧道掘進裝備,書寫著中國高端制造從無到有、從優到強、從扎根中國到馳騁全球的壯麗答卷。正是在“三個轉變”重要指示精神的指引下,中國盾構成功實現了從技術跟跑到全面領跑的跨越式發展。
??破局之路 從0到1,造中國人自己的盾構
??回溯中國中鐵盾構發展歷程,是一部跨越25載的自主自強奮斗史。1997年,西康鐵路秦嶺隧道建設首次引進德國掘進機,雖大幅提升效率,卻面臨設備價格高昂且無議價權、服務不到位的被動局面。“沒有關鍵技術就沒有話語權”,這一現實深深刺痛了中國中鐵人,也堅定了“造中國人自己的盾構機”的初心。
??2001年,國家將盾構機研制列入“863”計劃,中國中鐵組建了我國首個盾構產業化基地,集結18名骨干工程師打造了“盾構夢之隊”,開啟從零起步的研發征程。2008年,中國第一臺擁有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機“中鐵1號”成功下線,徹底打破了國外技術壟斷,實現了中國盾構機從0到1的歷史性突破。?
??創新驅動 從1到N 持續鑄就大國重器之路
??堅持面向國家重大戰略需求,相繼攻克超大直徑、超小直徑、極限工況下的盾構設計、制造關鍵技術,世界首臺馬蹄形盾構機“蒙華號”、超大直徑泥水盾構“春風號”、世界最大直徑硬巖掘進機“高加索號”、國產首臺大傾角斜井TBM“永寧號”、世界最大直徑高鐵盾構機“領航號”、世界首臺原位連續大尺寸可變徑盾構機“變徑一號”等一批世界首臺、國內首創、代表行業先進水平的產品相繼問世,創新成果榮獲國家科學技術進步獎一等獎、二等獎,中國優秀工業設計獎金獎、中國專利金獎等多項重大科技獎項。
??在高原高寒項目現場,以國產首臺高原高寒大直徑硬巖掘進機“雪域先鋒號”為代表的6臺TBM鏗鏘掘進,筑牢雪域高原與內地的“天路”根基;天山深處,“平安號”“綠色號”2臺TBM助力西氣東輸二三線果子溝管道隧道建設,保障能源大動脈暢通。在引調水領域,滇中引水工程啟用“弘毅號”“云嶺號”等5臺TBM/盾構機,總掘進近57千米;南水北調引江補漢工程投用“江漢先鋒號”“江漢平安號”等6臺12米級超大直徑TBM,助力三峽工程和南水北調工程兩大“國之重器”緊密相連;珠三角水資源配置工程集結“粵海1號”等29臺盾構機,構建大灣區水資源保障體系。在抽水蓄能電站領域,中國中鐵為全國四十余個抽蓄工程提供裝備支持,“文登號”超小轉彎半徑TBM、“永寧號”斜井TBM等設備的成功應用,在縮短工期、降低生態影響的同時,加速助力國家綠色能源建設。在礦山開采領域,湖南大中赫鋰礦“龍源號”硬巖掘進機連續三月月進尺破千米,刷新世界紀錄;山東萊州瑞海礦業“海岳一號”“海岳二號”TBM填補國內大深埋金屬礦山采掘技術空白。
??躍升發力 搭建國家級平臺 攻克關鍵技術瓶頸
??回溯往昔,二十世紀八九十年代的中國隧道施工,仍困于人工與傳統機械的局限,工人在塌方、涌水等高危環境中作業,安全風險如影隨形;而國外盾構機當時雖然技術先進,卻常常因“水土不服”讓我國陷入“高價引進難自主、維修保養受掣肘”的被動局面,關鍵技術受制于人成為行業發展的“卡脖子”難題。
??在此背景下,中鐵隧道局牽頭,聯合中鐵裝備、鄭州大學共同組建隧道掘進機及智能運維全國重點實驗室。作為隧道掘進機及智能運維技術領域唯一的國家公共研究平臺,實驗室致力于突破隧道掘進裝備核心技術與智能運維體系的關鍵瓶頸,以自主創新驅動地下工程建造模式的智能化轉型。實驗室因隧而生、為國而立。自成立以來,便以“打破壟斷、引領行業”為己任,創新之路步履不停、捷報頻傳。
??2017年,實驗室建成行業內首個盾構TBM工程大數據平臺,推動掘進運維從“經驗驅動”邁向“數據驅動”,獲得中國中鐵實用技術特等獎。2022年,首創大直徑盾構智能掘進管控和隧道內部結構一體拼裝智能建造技術,成功應用在上海機場聯絡線項目,實現無人化智能建造,高效推進了重點工程創新創效。2024年,攻克多系統協同的泥水盾構智能掘進關鍵技術,研發智能管控平臺并在崇太長江隧道成功應用,構建了九大智能建造技術體系,同步發布《中國盾構/TBM隧道智能建造藍皮書》,為行業提供技術范式。2025年,建成了隧道掘進機智能建造云中心,發布了隧道與地下空間領域首個垂直大模型——先鋒·隧道大模型V1.0,實現地質感知、掘進決策、風險預警的全流程智能化賦能。
??提質加速 數智賦能 打造工程建造新范式
??盾構隧道智能建造是一場以數據驅動為核心的行業重構,通過采集、治理、融合隧道建設全周期數據,攻克智能掘進、自動拼裝、協同管控等關鍵技術,實現工程全過程動態跟蹤、風險實時防控、裝備自主高效掘進,讓地下工程從“經驗依賴”轉向“數據決策”,從“人海戰術”升級為“智能智造”,徹底改寫隧道建設的行業邏輯。
??2021年,核心技術實現重大突破,盾構TBM智能掘進系統橫空出世,實現掘進參數云端自預測、姿態自動巡航、倉壓自適應、出渣自調整和異常自熔斷五大核心功能同步落地,為智能建造筑牢技術根基。
??2022年,盾構隧道智能建造V1.0成果在中鐵隧道局上海機場聯絡線11標項目成功示范應用,首次實現盾構掘進“有人值守、無人操作”的工程化應用,智能掘進、智能拼裝、智能協同、智能診斷、智能檢測五大成果協同發力,宣告中國隧道建設正式邁入智能化施工新紀元。
??2024年,盾構隧道智能建造V2.0成果在中鐵隧道局崇太長江隧道項目成功示范應用,首次實現全系統算法控制的智能掘進,以“智能感知、智能設計、智能預制、智能掘進、智能安裝、智能構筑、智能環控、智能運輸、智能管控”九大智能成果構建起覆蓋建造全鏈條的智能化管理體系,讓項目創下最高月掘進718米、月均掘進600米的全球新紀錄,將盾構隧道智能建造的效率與精度推向世界之巔。
??自2010年技術研發啟航,中國盾構隧道智能建造歷經關鍵技術攻關、工程大數據平臺建設、數據深度賦能三大階段,實現了從V1.0到V2.0的跨越式迭代,如今正向著V3.0的更高維度全速邁進,每一步突破都見證著全球盾構隧道智能建造的新高度。
??領跑全球 從優秀到卓越 躋身世界一流
??2012年,國產盾構出口馬來西亞。出海伊始,海外市場對中國制造的盾構裝備普遍信心不足。最終,中鐵造盾構機憑借優異的性能,以最高日掘進21米、提前43天貫通的優異成績,創造了馬來西亞盾構施工新紀錄,將同場競技的外國設備遠遠甩在身后。2018年,為黎巴嫩大貝魯特引水項目定制的兩臺小直徑硬巖掘進機提前貫通隧道,幫助黎巴嫩160萬居民解決用水難題。2019年,應用于巴黎地鐵16號線的兩臺大直徑土壓平衡盾構機下線,中國盾構進入全球高端市場。2023年,世界首臺綠色盾構機“中鐵1237號”重磅亮相,這臺業內首款踐行綠色理念的裝備,遠赴意大利西西里島助力高速鐵路隧道建設。2025年,研制的兩臺15.7米的超大直徑盾構機刷新中國盾構出口海外紀錄……
??“上天有神舟,下海有蛟龍,入地有盾構”。如今,全球每10臺盾構機就有7臺來自中國。作為中國盾構龍頭企業,中國中鐵的盾構機出廠數量超過1700臺,銷往全球6大洲30多個國家和地區,中國盾構機成了名副其實的“爭氣機”,成為中國高端裝備“走出去”的名片。截至目前,中鐵盾構機已累計完成隧道掘進里程超5000公里,并以其卓越的性能和安全性,成為國內外隧道施工領域的首選裝備。
??中國盾構從跟跑、并跑到領跑的跨越,不僅是一部裝備制造業的奮進史,更是一曲中國中鐵盾構人自力更生、敢為人先的壯志凱歌。中國中鐵盾構在求變、能變、應變的路上所展現的堅持創新、頑強拼搏的精神,如同一束強光,照亮了隧道掘進之路。在未來,中國中鐵盾構必將以更智能的設計、更卓越的性能、更綠色的理念,不斷刷新隧道掘進機技術新高度,不斷收獲更多新突破。這臺“鋼鐵穿山甲”,將繼續穿山越海、縱橫地下,帶著中國制造的智慧與韌勁,為世界連通譜寫更加壯闊的篇章。 (沈蘇 薛巧蕊 初文強)