穿石而过，削铁如泥，大块头功夫高

    全断面双护盾岩石隧道掘进机（TBM）。

    开栏语

    近年来，我省经过自主研发、系统攻关，一大批达到甚至超过国际同类技术先进水平的产品整齐亮相。从工程机械到农业产品，从科技应用到文化创新……一直以来，为进一步实施和推动“创新引领 开放崛起”战略，敢为人先的湘人、湘企在追逐行业领先、世界顶尖技术的路上从未止步。而这些惊艳了世界的创新产品，背后又有着怎样的故事？三湘都市报将为您讲述。

    8月6日清晨，由中国铁建重工自主研制的全断面双护盾岩石隧道掘进机(TBM)在伊朗西南部引水隧洞工程顺利始发，这是该集团TBM首次出口海外市场并在工程领域应用。早在2014年，拥有自主知识产权的国产首台大直径全断面岩石隧道掘进机(敞开式TBM)在长沙经开区顺利下线时，就成为业内一大“爆点”。

    大直径全断面岩石隧道掘进机是集开挖、支护、出渣于一体的成套掘进设备，被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。此前，国内如有工程项目需要采购设备，不得不面对价格昂贵和采购周期长等尴尬局面。

  削铁如泥，速度奇快

    在地铁工程的建设中使用的盾构机，就是掘进机的一种。这些掘进机一边前进一边铺设支撑隧道的管片，这样的施工工法被称为“盾构”。在日常工程施工中，掘进机被形象地称为盾构机。不过，盾构机主要用于泥土、沙石等较松软的地层，而此次铁建重工自主研发的全断面岩石隧道掘进机面对的是花岗岩、凝灰岩等极为坚硬的地层。

    据介绍，此次研发的掘进机，之所以称之为“敞开式”，是因为这一设备开挖隧道时不需要铺设管片，而是集开挖、支护、出渣于一体，可以实现隧道的一次成型，主要应用于长大硬岩隧道施工。

    “可以说是削石如泥。”铁建重工掘进机研究院副院长彭正阳介绍，这台TBM采用特制滚刀，刀盘旋转之下所有岩石都难不倒它，“每月最快可以掘进1000米，而传统的打眼放炮的钻爆法每月开挖距离在100米左右。”打眼放炮的施工方法原始又有极大的危险性，采用掘进机施工则相对安全、高效。

     打破垄断，降低成本

    大直径全断面岩石隧道掘进机作为国之重器，一个多世纪以来，这一设备一直被国外垄断，在TBM下线之前，国内的工程建设需求全部依赖进口。

    1996年，第一台TBM引进中国，被用于秦岭铁路隧道的施工，这台进口TBM价格为3.8亿元，“当时我们的工资还不到一千元，我被深深震撼了。”彭正阳回忆。这些进口产品价格高昂，标准化的产品却不见得适用于中国地质，出现问题维修困难。

    2011年下半年，铁建重工与浙江大学、中南大学、天津大学，以及施工方中铁十八局携手研发国产TBM，突破了大功率、变载荷、高精度电液控制系统设计与集成技术、关键部件状态监测等核心技术。

    此外，还根据引松供水工程隧洞 “长距离、大埋深、高应力、高水压、高地温、大涌水、易岩爆”等地质特点和技术难点，针对性地研发出了这台价值1.8亿元的“长春号”TBM。■记者 朱蓉

      延伸阅读

    国外产品应声降5000万元

    “长春号”开挖直径7.93米，总长180米，总重1500吨，施工寿命达30公里。中国工程院王梦恕院士评价，“一般这种盾构机的寿命是20公里，就是说掘进20公里以后才可以换一些部件，现在铁建重工的设备能达到30公里。”

    吉林引松供水工程的建设过程中，铁建重工大直径TBM负责开挖的标段共计23公里。事实上，该工程的三个标段中就有来自国外的TBM。而在项目初期招标阶段，该公司产品报价比铁建重工产品高出一亿元，但是当铁建重工用国产TBM参与招标后，该公司将产品报价直接降低了5000万元。

    国内对TBM的市场需求巨大，中水北方勘测设计研究有限公司副总工程师章跃预测，国内未来几年拟建设的水工隧洞总长将超过1000公里，其中包括台湾海峡隧道、南水北调工程、滇中引水工程等。