上有神舟飞船飞天，蛟龙潜水器潜海，下有大型盾构机入地……都见证了我们国家科技领域全面开花。今天要介绍的则是我国一款大国重器---盾构机。2020年9月27日对中国基建事业来说注定是难以忘记的一天，当日，铁建重工集团长沙第一产业园掘进机总装区传来一片欢呼，我国自主研制的第1000台盾构机，同时也是国产最大直径盾构机正式下线米，是目前为止中国研制的最大直径盾构机，是当之无愧的“大国重器”。

  不仅如此，我国盾构机还远销海外，包括俄罗斯、法国、印度等国，而我国盾构机之所以成为现在的“大国名片”，背后却有着很多人不知道的艰辛，盾构机究竟有多难？我国盾构机又是怎样突破发达国家“羞辱”，成为发达国家粉碎机的呢？这个地方进行了全面解析。

  盾构机，就像它的名字一样，它通过盾结构来实现工程建筑，说白了就是挖掘隧道的器械，但千万别小看了这盾构机。它在挖切削土体、运送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能上自带“量体裁衣”的特性，不管是根据不同的要求和地质进行不同的施工处理，还是实施地铁、铁路、公路、水电等隧道工程，盾构机的可靠性在我们乘坐地铁、火车时都能感受的一清二楚。

  做出盾构机究竟有多难？以刀具为例，由于盾构机在地下挖掘会遇到千万种不一样的材质的岩石，不同的土质都必须要配备不同的刀具。当时为了把这些刀具研究清楚，我们都花了5年时间。盾构机最关键的刀盘驱动系统，就是其前端与施工岩石接触的部位，就等于挖掘部分，刀盘部分能够准确的通过地质特征和地层条件变化、深度等条件做调整，大惯性、大功率、变负载是刀盘驱动器的特点。里面的驱动电机是主要的动力来源，电机通过减速器带动大小齿轮、主轴承担着带动刀的特点。零件液压组零件十分重要，承受压力也是重要的一环。他就好像是一个系统的工作组，其实把它比作一条巨型的软体生物更加恰当，它的工作主要是4个方面：驱动、挖土、运土和稳固，动力系统推进。前面的刀盘“吃土”，传送带将土运送出去，盾构机通过的地方就形成一条中空通道，后面进行管片安装加固，利用高精度测量和定位来实现盾构机的规划行进。

  盾构机分为手掘式盾构、挤压式盾构、半机械式盾构、机械式盾构这几个大类，为减少对底层的影响，一般盾构机工作前先借助千斤顶驱动盾构让切口进入道土层里，在切口进行开挖和运输工作。这几种方式选用不同的挖掘法，针对不同地层和需求来做实施，是盾构工程的常用施工方法。

  我国山地偏多，为了修建四通八达的道路，必须穿山越岭挖隧道。假如没有盾构机，仅凭借人工开凿山体来修建铁路、地铁隧道等民用设备，不仅会消耗大量的人力、物力、财力，安全系数也会大幅度降低。目前我国能形成全面发达的交通网，盾构机立了大功。

  就在国外盾构机在地下飞速掘进时，当时的我们却一穷二白，甚至还不知道世上竟有如此“神器”。正因为制造难度过大，当时我国不得不从德国、日本引进盾构机。据统计，在当时，中国市场上德国、日本的盾构机市场占有率高达90%。因为盾构机制作工序复杂，拥有核心技术的国家也不在多数，因此盾构机价格十分昂贵。1997年为了建造西康铁路秦岭隧道，中国以3亿一台的价格从德国进口了两台盾构机。哪怕是放在今天，3个亿也是个不小的数目，更别说当时的中国人均收入只有5854元。虽然花了高价购买，但是我们只有使用权，售后服务全都是外国专家自己来，趁机收取高额维修费用，而且经常拖拖踏踏何时修还得看心情，甚至在维修时还要警戒线不允许中国技术人员围观。

  中铁装备董事长谭顺辉对于那段憋屈的历史依旧愤懑不已，当时德国专家严守8小时工作制，甚至还从走出家门就开始计算费用，一小时的工资就达到600到800欧元，周末绝不加班，设备出现问题之后只能等到工作日解决，而这样的大工程停工一天就会损失好几百万人民币。在盾构机领域，顾客并不是上帝，这对我国整个盾构机行业来说都是一个耻辱史。技术上的垄断使我国清楚地认识到发展盾构机核心自主研发的重要性，不争馒头也要争口气！

  面对国外技术垄断和国内巨大需求的压力，我国决定不靠国外自主研究生产盾构机，但这条路却没那么容易走。虽然上海隧道有限公司有几十年的盾构机操作经验，由于盾构机的研发涉及机电、液压、材料、传感器等多个领域，没有一点技术经验借鉴和各项综合实际运用，对如何研发盾构机却十分陌生。总设计师黄健，他第一次见到盾构机时，惊呼盾构机“巨大、很复杂，里面的东西很多”。一切硬是要从设计图纸开始，黄健发誓：“一定要造出中国人自己的盾构来！”关键技术买不来也求不来，只有牢牢掌握在自己手里。

  在2002年，我国将土压平衡盾构技术的研究列入了“863计划”。在没有技术来源和借鉴的情况下，盾构机研发项目在中铁隧道集团成立，成立后组员只有18人，大多还是刚毕业的大学生，按照日后成长为盾构机设计专家、中铁装备总工程师王杜娟的话来说“对我们来说，别说研发盾构机了，很多人连盾构机都没见过”。在这样艰难的环境下，研发团队花费了仅仅6年的时候，终于在2008年下线了我国首台具有自主知识产权的复合式盾构机-中国中铁1号。

  谁都没想到，一个在2001年95%基建开发都依靠进口设备，光盾构机的花费一年就超50亿元的中国，能够在短短十几年里，做到国产盾构机稳定占据国内市场90%和国际市场2/3的份额这样大的成就。2017年和2018年，中国铁路装备盾构机产销量都是世界第一。现在，随着核心技术的掌握和创新进步，中国的盾构机性价比更高，过去中国花3亿元从德国进口一台盾构机，现在以2亿元的价格出口，由于国产盾构机常常比国外便宜2000万元以上，国际盾构机价格硬是被拉低了40%。我国已经从以前的盾构机进口国变成盾构机出口大国。

  在1953年，我国东北阜新煤矿才首次用手掘式盾构修建疏水巷道，比国外晚了128年。但我国盾构机用十几年时间追平甚至赶超了发达国家一百多年的发展历史。经过十多年探索和开发，中国盾构机已经从任人宰割，到登顶世界前列。能想象在未来的超级工程，比如川藏铁路或者海峡隧道，盾构机必将成为专门定制的超级装备，国产盾构机将为“基建狂魔”奠定新底色。

  有说法称，中国简直是发达国家的“粉碎机”，通过不断突破垄断限制，依靠自主研制生产能力实现技术从无到有，甚至在国际市场也占有较大比例，同时也是我国的“争气机”。我国TBM隧道掘进机，也就是全断面隧道掘进机也取得较大成就，对不同岩层的掘进有高性能的效果，对我国现代建设有很重要的意义。

  随着“一带一路”的发展，陆上邻国对铁路、公路的需求也变得更多了，这么一来，盾构机就不可避免地成为了市场一大需求，而我国国产盾构机以质量高、价格优占有优势，在国际市场也占有较大比例，最近三年，中国盾构机销量是世界第一的。目前我国的盾构机制造技术在全球处于领头羊。世界最大矩形盾构机、世界首台马蹄形盾构机、世界首台永磁电机驱动盾构机……这就是西方封锁下来的结果。

  在地铁飞快穿梭在城市各个角落时，会不会有人想到，盾构机曾通过这条线路，用坚固的外壳打通土层，给这“地下火车”一条畅通无阻的行进线，我国盾构技术正在量和质的道路上不断迈进，中铁装备党委书记、董事长卓普周说：“第1000台，既是里程碑，也是新起点。”国产盾构机虽然还未“上天”，但已经入地（老本行）、下海（海底隧道）甚至贴地飞行（磁悬浮），都已经做到了，按照这一个趋势，“你咋不上天呢”估计很快也能实现。

  这只是国外对中国技术垄断的一个时代缩影，尽管西方国家使尽手段遏制中国崛起，但是勤劳智慧的中国人是不可能坐以待毙的。银河号事件后，我们现在有了北斗全球卫星导航系统；不让中国进国际空间站，现在中国即将有自己的空间站；当年国外连卫星都不让们看，我们依然搞出了东方红一号；当初全国科学技术人员不足5万人，核心技术被全面封锁，哪怕只有算盘珠子也要搞定核子，一样搞出了两弹一星……卡脖子？不存在的，哪怕是现在的芯片和光刻机只是时间问题，总会有的！

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