中国制造2025”规划再添新成果，中国超大直径盾构机如打破外国垄断，助力一带一路建设？

近年来，全国各地的地铁、隧道等等工程是紧锣密鼓，于是“盾构机”这种装备大家已经不太陌生了。简单说，就是如果我们需要挖一条隧道，能跑火车那么大的那种，盾构机就出场了。我们视觉上最直观看见的就是一个跟隧道横截面大致相同的钢筒或者框架，这个圆筒形的外壳里面长长的一条就是各种作业机械了。

盾构机示意图

从横截面看上去，它像一个盾牌，所以叫“盾构机”。但是，从这种设备的整体结构看，人们更愿意叫它“地下蛟龙”。这条“龙”的龙嘴就是最前端的切削刀盘，把地下这些泥沙石头吃进“嘴”里以后，通过“龙肚子”里的各种“消化器官”，把这些高浓度泥水里的泥沙分离，沙子排出去，剩下的泥浆输送回开挖面提供压力，否则这个开挖面就不稳定，容易坍塌。如此挖掘、排土、推进，隧道就完成了。

盾构机的横截面

这就是泥水平衡盾构机的基本工作原理。听起来容易，但是外行也能猜得出来，这里头处处是难点。

首先，在地下打洞不比在地上施工，什么样的复杂地质条件、水文条件都会遇到。

另外，除了刚才说的如何确保开挖面的稳定，不能挖着挖着塌了，还有刀具的使用寿命、盾构机的有效密封、密封条件下的刀具更换等等问题。总之，这是一种集光、机、电、液、传感、信息技术等各领域尖端技术于一身的高精尖设备。所以以前，很多有盾构机需求的国家都会从德国或者日本进口，造价动辄就合几亿元人民币一台。

“但是，我们说的是“以前”。近年来，中国在这个领域不断取得突破，累计生产制造隧道掘进机已突破1500台，市场份额占有率已经达到6成。昨天，又有好消息传来。完全由中国自己设计制造的直径达15.03米的泥水平衡盾构机，在河南郑州正式下线，一举打破了国外品牌多年来一统全球超大直径盾构的局面。

图为国产首台“高铁大直径泥水平衡盾构机”| 来源：中新网

那么，中国盾构机，这个“中国制造2025”规划中重点发展的高端装备，是如何一路走来，打破外国垄断的呢？

在当天的下线现场，记者看到，不少人从各种角度不停的跟这位家族新成员合影留念。

浙江大学机械学院院长、工程院院士杨华勇说：长期以来，大型盾构成套设备都被发达国家所垄断，现在中国有了这个能力，在消化吸收欧系和日系盾构的基础上我们实现了再创新，比如常压换刀刀盘技术、刀盘刀具的实时监测技术、地质的超前预报等方面我们都进行了创新和探索，所以这台盾构不仅填补了技术和装备技术的空白，而且在局部的技术上实现了引领。

不过，中国盾构机能取得今天的成绩可是不容易，此前，中铁工程装备集团有限公司党委书记、董事长谭顺辉就曾对中国之声记者说起过，由于制造难度太大，之前在全球范围，盾构机这个领域，我们没一点话语权！

谭顺辉：他说多少钱就是多少钱，你要进行任何一个变更，行，先把价钱加上来再说，由于他在一定阶段技术占领了最高点，他那种傲慢是让你最不接受的。这种傲慢不是性格上的，而是他站在技术最高点，眼睛往下看你的那种傲慢，很难受。

当初为了建秦岭隧道，我们整整花了3.5个亿从德国进口一台盾构机！今天看来，这简直就是个天文数字！即便如此，当时的服务还跟不上。谭顺辉讲，一旦出现个小病小灾的他们就会抓狂。一台掘进机停工，每天都会带来近百万元的损失。可是外国专家严守8小时工作制，周末不加班，甚至从走出家门那一刻便开始计算费用，一个小时的工资就达到600到800欧元。

秦岭隧道 | 来源：中国公路网

而对于正在发展的中国来说，铁路、公路、水利、城市地铁、海底隧道等大量基础设施的建设，对盾构机的需求占到了全球6成以上。

通过不断努力，如今，我国已全面掌握盾构机的核心制造技术，彻底摆脱了盾构机关键技术被国外垄断的局面。中铁股份有限公司副总裁、总工程师刘辉向中国之声记者透露，我国已启动掘进机器人的研发，中国盾构机正朝着智能化方向迈进。

刘辉：所谓智能化就是将传感技术和检测技术加入其中，包括将人工操作向智能化操作转变，实现机械化和信息化的集成，以达到盾构的智能化。未来的盾构掘进机在不同的地质条件下会最大限度的避开地质的风险，中国盾构机发展的终极目标是“掘进机器人”。 目前，已经在做这个方面的规划，中铁装备已在开展掘进机器人的研发和试验了。

杨华勇乐观的预期，很快，有着中国基因的超大直径盾构机将追随 “家族”成员的步伐，大步走向世界。

杨华勇：比如说，上海崇明岛迎来大规模开发，会需要这种超大盾构机，还有未来的中心城市和跨海的隧道都需要，所以中国除了中小盾构批量出口之外，未来“一带一路”一定会把我们这样的技术和装备能力会批量出口，批量走向国际市场，因此带来的经济效益会非常的显著。

没有最惊喜，只有更惊喜！杨华勇表示，接下来即将闪亮登场的将是一位更加硕壮的侠士。

杨华勇：接下来要挑战的超大盾构机直径将达到18米，单台的价格在3-4亿，而且有些隧道的施工需求量不是一台，7-8台，甚至要10台。常规6米直径的单价也就是在3000万-4000万左右。所以从单台看，这种超大盾构机一台的价格就是4-6台普通盾构机的价格。因此，经济性是毋庸用质疑的。

开头我们说了，我国累计生产制造隧道掘进机已经突破1500台，妥妥成了隧道掘进机的制造大国。昨天下线的这台超大直径盾构也将应用于6.8公里长、双向六车道的汕头海湾隧道项目。但遗憾的是，隧道掘进机的国家标准一直缺位。

所以另一个好消息是，今天，隧道掘进机系列国家标准新闻发布会将在中铁装备国家TBM产业化中心举行。会上将首次发布五项隧道掘进机国家标准，以规范隧道掘进机术语和商业规格、设计制造技术要求。

这一标准的发布将有助于在国家“一带一路”倡议下，带动中国隧道掘进机等重大装备走出去，助推隧道掘进机系列国家标准迈向国际标准更大的舞台。

同时也标志着中国盾构机在世界领域将由跟随者变为引领者转变，中国从掘进机制造大国向制造强国转变。

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