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【文/科工力量專欄作者 余鵬鯤】

2019年2月23日，中鐵裝備集團兩臺土壓平衡盾構機成功通過現場驗收，正式交付日本西松建設公司，兩臺設備將用于新加坡地鐵6號環線C882項目。此次驗收的“中鐵647號”“中鐵648號”是中鐵裝備首次為日本客戶提供的盾構設備。兩臺盾構機刀盤直徑6.67米，設備總長約98米，總重約632噸，具備在半徑200米內的水平轉彎能力，屬于“小而強”的盾構機。

“中鐵647號”“中鐵648號”驗收交付現場，圖源見水印

作為中國裝備“走出去”的高光時刻，這兩部盾構機從零件到組裝完成的全過程也被鏡頭記錄下來。幾乎就在交付日本公司的同時，經過新華網剪輯的盾構機生產全流程視頻也在YouTube上熱播，并在新加坡的網絡論壇引發熱議。甚至有新加坡網友發出這樣的驚呼“難道我們不才是發達國家嗎？為什么造不出這樣的機器”？

YouTube上播出的盾構機生產過程

驚詫的新加坡網友可能想不到中國生產的盾構機不僅質量上非常優良，具有穩定性好、惡劣地質條件適應性好等優點，而且銷量也十分龐大。根據新華社報道，去年僅中鐵裝備一家的盾構設備年產能就已達到280臺以上，累計出廠盾構780余臺，先后出口新加坡、黎巴嫩、阿聯酋、意大利、卡塔爾等18個國家和地區。

如今，國產隧道掘進設備在國內市場的占有率達到90%以上，并在全球市場上占據三分之二以上的份額。誰能想到，就在十多年前偌大一個中國，居然沒有一臺現代化的復合式盾構機。

中國工程界是如何用這么短的時間崛起反殺的呢？

盾構與中國的結緣

盾構法的原理出現的很早，早在18世紀的頭幾年布魯諾爾就從一種外號叫“鑿船貝”的軟體動物船蛆身上獲得靈感，發明了利用人工進行盾構的方法。這種稱之為“開放型手掘盾構”的模型核心在于像船蛆吃木頭一樣正面向前挖掘，側面形成框架并澆筑混凝土。

可惜的是歷經清政府、北洋政府、民國政府，這種理念先進的隧道構筑方法始終未能在中國得到推廣應用。直到新中國建立后第一次五年計劃時期，才在遼寧阜新煤礦應用了直徑2.6米的手掘式盾構進行了疏水巷道的施工。

布魯諾爾在英國提出的盾構方法，遼寧阜新煤礦的應用方法也是類似的

盡管盾構的原理出現的非常早，但是與目前使用的盾構機相似的盾構設備則一直到1984年之后才逐步發展成熟，這次中國沒有再錯過現代盾構的時代。

1996年12月18日北起西安南到安康的西康鐵路正式修建，它也是我國橋隧比例較高的鐵路。其中其中著名的秦嶺隧道全長18.46公里，為中國已投入使用第三長隧道，僅次于石太客專太行山隧道和蘭新鐵路烏鞘嶺隧道。

也就是在這條隧道的施工中，中國第一次引進了兩臺德國盾構機進行施工，大大的縮短了工期，實現隧道的提早通車。

嘗到甜頭之后，中國的施工企業就開始逐步在隧道建設中引入盾構機幫助施工，但是“洋盾構”用起來并不舒適。首先是價格昂貴，隨便一臺普通的盾構機價格在當時就高達億元人民幣，像秦嶺隧道使用的盾構機售價更是高達3億元一臺。而現在由于國產盾構機普及，普通盾構機的價格可低至2500萬一臺，復雜的盾構機也就在5000萬左右。

購買國外盾構機的另一個“痛點”是維修非常不方便。當時外方對技術實行壟斷，維修保養時不允許中方參與，維修所需工時也完全取決于外方。一旦出現盾構機故障將嚴重影響中方工程的施工進度。更讓人氣憤的是國外廠商一方面聯手“抬價”單價極貴，另一方面并不重視中國市場，壞了連修都要等上很久。

維修人員來中國還得施工單位付2000～3000美元/天的差旅費，還常常要來回幾次才能將盾構機修好。于是在迫于無奈的情況下，施工單位經常只能求助于國內單位。后來承接盾構機電液驅動、推進和控制系統的研發的浙江大學團隊就是多次在為“洋盾構”把脈的過程中開始關注盾構國產化命題的。

追趕之路：起步及時統籌有力

這種進口設備對隧道施工是如此的有效，外國設備商對其技術交流的限制又是如此嚴重，這種現象不能不引起有識之士思考中國是否需要盾構機以及中國是否需要研制盾構機。

從當時的國家規劃出發，鐵路和公路建設未來逐步向西部地區、地質條件不良的地區發展，盾構機的應用會進一步增加。同時國外盾構機的很多信息并不對我們開放，在施工過程中有暴露地理信息的可能，對國防工程而言這種泄密風險是致命的。

于是中國需要盾構機且要自己研制盾構機迅速上升為國家意志。2002年在科研經費不富裕的情況下，還是將土壓平衡盾構關鍵技術研制列入“863計劃”。此時距離第一個使用盾構機施工的西康鐵路完工還不到一年時間。