在國(guó)外長(zhǎng)期的技術(shù)壟斷下，我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)的TBM（硬巖掘進(jìn)機(jī)）今年年底或明年年初將在鄭州下線的消息發(fā)出后，筆者又從洛陽(yáng)獲悉，由中信重工機(jī)械股份有限公司（下簡(jiǎn)稱中信重工）生產(chǎn)的5米口徑TBM也將進(jìn)行工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，之后便可面向市場(chǎng)。

創(chuàng)新

無(wú)軌化、敞開(kāi)式設(shè)計(jì)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

日前，筆者見(jiàn)到了這臺(tái)直徑5米的硬巖掘進(jìn)機(jī)這個(gè)“大塊頭”的前端有一處巨大的可旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)，它是設(shè)備的關(guān)鍵部位。據(jù)介紹，刀盤(pán)上分布有36個(gè)盤(pán)形滾刀，設(shè)備開(kāi)啟后，在主推油缸的作用下，滾刀可以“削石如泥”。

“刀盤(pán)最大推力可以達(dá)到9000千牛，掘進(jìn)速度可以達(dá)到每月600米，而如果按照傳統(tǒng)的鉆爆法，進(jìn)度只能是它的一半兒?！惫ぷ魅藛T說(shuō)，該設(shè)備總長(zhǎng)約200米，總重約800噸，絕對(duì)是一個(gè)“大塊頭”。

別看它體量龐大，工作起來(lái)卻是個(gè)“靈活的胖子”。“這臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)是敞開(kāi)式、無(wú)軌運(yùn)輸，大大增加了設(shè)備的靈活性。”工作人員說(shuō)，即便國(guó)外的硬巖掘進(jìn)機(jī)在工作時(shí)也需要鋪設(shè)軌道，一方面增加了成本，另一方面限制了設(shè)備的爬坡度。而這款掘進(jìn)機(jī)無(wú)軌化的設(shè)計(jì)，使得它可以實(shí)現(xiàn)最小水平轉(zhuǎn)彎半徑235米，適應(yīng)隧道最大坡度12度；而且，假如設(shè)備在地下工作時(shí)“卡殼”，敞開(kāi)式的設(shè)計(jì)會(huì)方便其“脫身”。

據(jù)了解，除了機(jī)械技術(shù)外，這臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)還集合了電子、激光等多種技術(shù)，自動(dòng)化程度很高。

源起

用國(guó)產(chǎn)設(shè)備開(kāi)發(fā)地下空間的“中國(guó)夢(mèng)”

筆者獲悉，硬巖掘進(jìn)機(jī)技術(shù)多年來(lái)一直被國(guó)外壟斷，一臺(tái)的價(jià)格要上億元，為打破這種壟斷，從上世紀(jì)六七十年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)就有業(yè)內(nèi)人士對(duì)其發(fā)起挑戰(zhàn)。

洛陽(yáng)這臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)是如何“誕生”的呢？這就不得不提到一個(gè)人——中國(guó)工程院院士、隧道及地下工程專家王夢(mèng)恕。

中信重工的研發(fā)人員給筆者講了一個(gè)故事：2009年全國(guó)“兩會(huì)”期間，中信重工的董事長(zhǎng)任沁新在北京見(jiàn)到了王夢(mèng)恕。王夢(mèng)恕問(wèn)他是否想過(guò)研發(fā)中國(guó)的硬巖掘進(jìn)機(jī)，結(jié)果，希望“用中國(guó)自己的設(shè)備開(kāi)發(fā)地下空間”的王夢(mèng)恕與重視科技創(chuàng)新的任沁新一拍即合。

取經(jīng)

厚積薄發(fā)，最終創(chuàng)新出無(wú)軌化等設(shè)計(jì)

向硬巖掘進(jìn)機(jī)發(fā)起挑戰(zhàn)，這一艱巨任務(wù)落到了中信重工采掘機(jī)械所總設(shè)計(jì)師王占軍的肩上。

“壓力大！”王占軍用三個(gè)字概括了自己當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，沒(méi)有先例，沒(méi)有參考圖紙，王占軍只能帶著同事們到工程現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，而這些工程，要么在荒山野嶺，要么在戈壁灘上，環(huán)境大多非常惡劣。

王占軍回憶說(shuō)，有一次，他們到新疆一鐵路工程學(xué)習(xí)，周邊是戈壁灘，只能租一輛越野車作為交通工具。因?yàn)椴荒艿⒄`工程進(jìn)度，王占軍和同事們只能在設(shè)備檢修的間隙靠近觀摩。

“高功率作業(yè)的刀盤(pán)溫度非常高，周邊的空氣溫度大約有50攝氏度，靠近一會(huì)兒渾身衣服就都濕透了，就跟洗澡一樣?！蓖跽架娬f(shuō)，就這樣，2009年、2010年連續(xù)兩年，他和同事們先后到山西、陜西、新疆、遼寧等多地“取經(jīng)”。

之后，經(jīng)過(guò)三年的研發(fā)、設(shè)計(jì)，開(kāi)始試生產(chǎn)。在這一過(guò)程中，中信重工的研發(fā)人員還創(chuàng)新性地加入了無(wú)軌化設(shè)計(jì)、連續(xù)皮帶機(jī)出渣功能等。

2013年9月28日，中信重工研發(fā)的5米敞開(kāi)式無(wú)軌運(yùn)輸硬巖掘進(jìn)機(jī)成功試車，中國(guó)工程院院士王夢(mèng)恕、周豐峻、梁文灝共同見(jiàn)證了這一時(shí)刻。

另類

取經(jīng)隊(duì)伍中還有“女漢子”

高隨芹是硬巖掘進(jìn)機(jī)項(xiàng)目的主任設(shè)計(jì)師，她也曾經(jīng)和同事們一起到深山、戈壁考察，吃住在工地、深入隧道……

高隨芹說(shuō)，很多工程隊(duì)會(huì)有一個(gè)約定俗成的規(guī)矩：不準(zhǔn)女同志進(jìn)入工地——怕“不吉利”。因此，她有時(shí)也會(huì)被施工方拒之門外，其中的艱辛，比男同志更多。但為了在科技上創(chuàng)新，她認(rèn)為吃苦是必須的，而比吃苦耐勞更可貴的，是勇于擔(dān)當(dāng)。

硬巖掘進(jìn)機(jī)，一個(gè)陌生的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)很多人在這個(gè)項(xiàng)目上浪費(fèi)了時(shí)間、栽了跟頭，對(duì)行業(yè)中的“老大難”發(fā)起挑戰(zhàn)是有風(fēng)險(xiǎn)的：也許幾年的投入會(huì)付諸東流，尤其對(duì)于在行業(yè)內(nèi)有一定知名度的科研工作者來(lái)說(shuō)，如果失敗了，面子上多多少少會(huì)過(guò)不去。但高隨芹說(shuō)：“遇到好的項(xiàng)目，情不自禁就想上。人一輩子總得干幾件像樣的事兒”。

“開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭”，正是更多像高隨芹一樣勇敢開(kāi)拓、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)目萍脊ぷ髡叩穆斆鞑胖呛蛨?zhí)著努力，最終結(jié)出了科技創(chuàng)新的碩果。

碩果

自主研發(fā)平臺(tái)提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)地位

一業(yè)內(nèi)人士表示，雖然我國(guó)高速公路已經(jīng)基本飽和，但一級(jí)和二級(jí)公路的大修和改建必然伴隨著大量隧道的出現(xiàn)，加上地下工程、地下管道等需求，硬巖掘進(jìn)機(jī)的市場(chǎng)非常廣闊。

日前，筆者電話聯(lián)系了王夢(mèng)恕。王夢(mèng)恕表示，目前人們相對(duì)熟悉的盾構(gòu)機(jī)，主要用于城市軟土層，而硬巖掘進(jìn)機(jī)非常適合比較深的巖石地層，今后國(guó)內(nèi)將有更多的隧道工程開(kāi)工，會(huì)需要大量的掘進(jìn)機(jī)。

除了市場(chǎng)前景外，王夢(mèng)恕還表示，這臺(tái)直徑5米的開(kāi)敞式硬巖掘進(jìn)機(jī)，打破了國(guó)外硬巖掘進(jìn)機(jī)在我國(guó)的市場(chǎng)壟斷，使我國(guó)有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硬巖掘進(jìn)機(jī)研發(fā)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化基地，提升了我國(guó)重大裝備在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)地位。