“截至2025年,我国盾构机全球市场份额占比超70%,产销量稳居世界第一;国产化率高达95%,拥有量、年产量、施工里程均领跑全球……”谈起我国盾构机的跨越式发展,全国政协委员、中国工程院院士、浙江大学工学部主任杨华勇言语间满是自信与自豪。

谁能想到,如今享誉世界的大国重器,曾长期受制于人。20多年前,全球盾构机市场几乎全是国外产品,我国重大基建工程所需盾构机基本依赖进口。在盾构机150年的发展史上,中国用不到20年时间,完成了从跟跑到领跑的跨越,成为世界盾构领域当之无愧的强国,成为我国科技自立自强最生动、最鲜活的范例。

一、受制于人的年代

上世纪60年代,西方发达国家已将盾构机广泛用于地铁、隧道建设。而当时的中国,盾构机技术几乎是一片空白。

上世纪90年代,随着我国城镇化进程加快,中心城市地铁建设迫在眉睫。然而,一台直径6.3米的盾构机价格在4500万至6000万元,我国只能高价采购二手设备。更令人痛心的是,二手设备故障频发、维修艰难;国外厂家漫天要价,备品备件周期漫长,屡屡延误工程进度。

“我们一定要造出自己的盾构机!”成为杨华勇和团队最坚定的誓言。彼时,这在不少人看来是“不可能完成的任务”。

二、自主研制的艰难起步

2003年,盾构机自主研发项目正式立项。杨华勇带领团队迎难而上、日夜攻关,以不服输的劲头啃下一块块硬骨头。

不到4年时间,我国首台自主研制的复合盾构机成功下线。然而,样机问世,只是万里长征的第一步。因为缺乏应用案例,这台凝聚着心血与希望的国产盾构机,在车间里一放就是10个月,没有施工单位敢率先使用。

转机出现在天津地铁1号线延伸段。国产盾构机与德国知名品牌盾构机同台竞技、同场掘进。最终,国产设备不仅掘进质量更优,还率先完成施工任务,用实力赢得认可、一战成名。

长期被发达国家垄断的盾构机市场,终于被中国力量打破。

三、从跟跑到领跑的跨越

从无到有、从弱到强,我国盾构机踏上了快速发展的快车道。

“十二五”期间:国产盾构机开始广泛应用于国内地铁、铁路、水利等重大工程,逐步替代进口设备。

“十三五”期间:我国盾构机技术取得多项突破,产品开始出口海外,实现了从“中国用”到“世界用”的转变。

“十四五”期间:国产盾构机技术研发呈现出“异型化、智能化、更大直径”的发展趋势。刀盘直径已突破17米,且在更大直径领域不断探索,掘进方向也变得更加灵活——不仅能实现水平、斜向、竖向、拐弯掘进,还能向上“爬山”掘进,成为名副其实的“百变金刚”。

如今,国产盾构机驰骋在高铁、地铁、高速公路、南水北调等国家重大工程现场,更出口到世界50多个国家和地区,实现了从“中国造”到“全球用”的华丽转身。

四、关键核心技术的突破

国产盾构机的崛起,源于关键核心技术的持续突破:

1. 刀盘刀具技术:针对不同地质条件,研发出系列化刀具组合方案,刀具寿命和掘进效率达到国际先进水平。

2. 密封与承压技术:突破高水压条件下盾构机长距离掘进的技术难题,可应对60米以上水头压力。

3. 导向与控制技术:激光导向系统和自动控制技术实现精准掘进,轴线偏差控制在毫米级。

4. 智能化技术:配备各种感知设备的高端智能化盾构系统,如同给盾构机装上了“眼睛”“耳朵”“鼻子”和“智慧大脑”,实现“超前预判”“听声辨位”“智能分析”和动态风险评估。

五、杨华勇院士的寄语

“大国一定要有重器,重器一定要自主!”杨华勇说。

面向未来,杨华勇满怀信心:“未来5到10年,中国的盾构机必将集聚更强力量,持续引领全球行业发展,让中国智造闪耀世界舞台。”

他认为,要充分发挥我国制度优势,以原始创新和关键核心技术攻关为抓手,集中力量突破高端芯片、工业母机、基础零部件、工业软件等关键领域短板,进一步筑牢科技自立自强的坚实底座。

创新之道,重在转化。应持续深化科技体制机制改革,引导民营企业和社会资本积极投身重大科技创新,推动高校、科研院所的实验室成果更快转化为现实生产力。

从受制于人到领跑全球,国产盾构机的发展历程,是中国制造业自主创新的缩影,更是科技自立自强的生动注脚。