挖一条3000多米的隧道要付出多大的代价?如果是50年前,答案是需要1000多人花4年时间,甚至还需要牺牲25条鲜活的生命。
可这个问题如果放到现在,答案是仅用一台机器,而且花费不足一个月的时间就可以完成。
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很多人会忽略我国这些年在隧道工程方面的付出与成就,毕竟日常能够接触到的信息实在太少,而且在很多人看来,这些信息比不上其他娱乐视频有趣。
这项工业集屈辱、奉献、打压、崛起、登顶全球各种属性于一身,用“爽文般”的事实告诉西方国家,什么叫做:“不如你,学习你、超越你,最后击败你”,这项工程是我们当之无愧的世界第一。
技术垄断下的艰难求生
1974年,我国南疆铁路东段开工,其中最险峻、最难开凿的铁路站为“新光三号隧道”,虽然总长仅3783米,但却让我国25名铁道战士永远长眠在那里,平均开凿隧道151米,就要付出一个战士的生命。
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为什么会有这么多人牺牲?
因为当年工业水准不高,要想挖隧道,就只能拿铁锹、钢钎一点一点凿开坚硬的岩石。由于缺少有效的防护措施,这些战士大都死于滚石塌方、隧道爆破等灾难。这段三千多米的铁路,当时整整动员了4000多人,花费4年时间才完成。
当时年仅20多岁,后来成为中国大盾构工程首席顾问的周先明涕泪迸流,向天问道:战友牺牲了,连长也牺牲了,到什么时候我们挖隧道才能不死人?
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因为周先生这一声呐喊,彻底撒下了我们“盾构强国梦”的种子。
盾构设备主要用于铁路、公路、地铁这些基础工程的隧道环节,业内称之为——工程机械之王,简单来说是专门挖隧道的神器。
它的工作原理是用机器前端的刀盘把地下的泥土和石头切成小块,再用传送机输送给后方的渣土车,并且它的效率非常高。
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举例来说,如果1000个工人用传统的方式挖掘,需要一年才能挖通一条隧道,如果用一台盾构机去挖,工人数量骤减,它也只需要不到一个月就可以挖通隧道。
如果以传统的方式挖掘,工人完全暴露在施工环境下,很容易造成人员伤亡,而使用盾构机,工人则是在设备内作业,伤亡率几乎接近零。
可以说如果没有盾构机,就没有今天的中国地铁、中国隧道以及中国建设的大发展,更不会有我国今天的“基建狂魔”称号。
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盾构机问世至今已有200多年的历史,它始于英国,发展于美国、日本、德国。因为技术含量高,不容易制造,所以只被少数国家垄断。
此前只有美国、日本、德国对外出售盾构机,并且占据着90%以上的市场份额,我们以前使用的盾构机,也只能是找他们购买。
1997年,我国开挖西康铁路秦岭隧道,人工挖掘难度极大,工期极长,为了解决这个难题,我国决定向德国购买盾构机。
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结果德国竟然狮子大开口,两台二手盾构机要价高达7.6亿,这笔钱占我国当年财政收入的0.07%,但没有办法,只得购买。
更可恶的是,因为没有盾构技术,盾构机的维修和维护只能从德国请工程师,德国工程师按时计费的,甚至要求计费起始时间需要从工程师出发的时间算起,每人每小时5000元。
更加无耻的是,当德国工程师来到中国开始维修设备时,还拉起了警戒线,防止中国工程师在旁边观看学习。为了捞取更多的维修费,明明很小的问题,德国工程师故意拖上十天半个月。
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面对这样的屈辱,我们却无可奈何,在技术垄断领域,顾客永远都不是上帝,而是砧板上的鱼肉,任人宰割,这种情况持续了整整20年。
南京纬三路隧道总工程师张伯阳回忆起当年窘迫的境地,他这样说道:这么贵的设备,我们的需求又这么大。外国人能造,那我们中国人就不能自己造吗?
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这是一个工程师的心声,更是一种被掐住喉咙的无奈。靠买外国设备只能继续受气,自主研发成为摆在中国面前的唯一出路,我国终于忍无可忍。
美国、日本和德国做梦也想不到,他们的盾构机产业即将在20年后直接被中国打入尘埃。
从“先行一号”到全球霸主
2001年底,盾构机研发被列入863计划,在国家专项资金支持,央企、国企牵头下,由王大珩、王淦昌、杨嘉辉、陈芳允四位科学家领头,开始研制属于我们国家自己的盾构机。
虽然起步晚其他国家100多年,但当时的总工程师黄健发誓一定要造出我们中国人自己的盾构机。
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2002年10月,中铁隧道集团成立了由18人组成的盾构机研发团队,团队大多是刚毕业的大学生,平均年龄不足30岁,很多人连盾构机都没见过,但这对于拿着算盘都能造出火箭、卫星、原子弹的中国人来说,又算得了什么呢?
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2004年,国内首台全自主设计的土压式平衡盾构机样机“先行一号”研制成功。2006年,“先行二号盾构机”在上海下线,标志着中国具备了批量生产盾构机的能力。
2008年,中国中铁一号盾构机下线,这是中国首台具有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机。从此,正式告别了完全依靠洋盾构机的局面。
2009年,中国交通基建需求大爆发,带动了盾构机研发的飞速发展,但我国各个城市的地质差异巨大,单一的盾构机已经难以满足实际需求。
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为了建造适合我国各种地质环境的盾构机,时任中铁高新工业股份有限公司总经理的李建斌带领团队,研究了日本、德国、法国、加拿大等国的设备之后,根据实际情况设计出了盾构机在不同地质条件下工作的应对方案。
同年,中国盾构机设计团队由最初的18人增加到了108人。
2012年,中国盾构机第一次走出了国门,成功在马来西亚施工,之后便一发不可收拾,中国盾构机先后出口至新加坡、意大利、波兰、澳大利亚和印度等21个国家。
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2013年和2015年,中铁装备研制出了当时世界上最大的矩形盾构机和硬岩掘进机,我国在异形盾构机和硬岩掘进机领域彻底进入了世界前列。
截止2018年底,国产盾构机技术不仅达到了世界前列,甚至在个别领域远远超过了国际水平。
今天,国产盾构机在国内市场的占有率已经达到90%以上,并且占据了全球2/3的市场份额,成功打脸美国、日本、德国盾构机企业。
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2018年中国盾构机出口量为127台,出口金额为3.69亿美元。国产化之后,中国盾构机成了“价格屠夫”。美国、日本、德国为了保住自己的市场,只能跟随中国疯狂降价,如今盾构机市场均价为每台2260万人民币。
2019年号称世界盾构机三巨头的日本开始购买中国的盾构机,这一行为让美国极为不爽。
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2017年,中铁总工程师王杜鹃曾在记者会上表示,盾构机世界第一的品牌还是德国的海瑞克。由于我们技术积累有限,在轴承技术方面还与德国较大差距,
如今最后的难关也被攻克。2020年9月26日,我国首台使用国产3米级主轴承盾构机中铁872号在苏州18始发。
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不如你,学习你,超越你,最后击败你。
100年前,孙中山先生在建国方略中构想了中国建设的宏伟蓝图,里面提到要修建约16万公里的铁路,160万公里的公路,开凿全国的水道和运河,建设三峡大坝,大力发展农业、制造业、矿业等。
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当时洋人对孙中山先生投来无尽的嘲笑,袁世凯更戏谑称他为“孙大炮”。
当时中国全部的铁路里程仅仅只有9000km,而且大多数都掌握在洋人手里。对于当时孱弱的中国来说,孙中山先生的构想真的是虚无缥缈的幻想,不能怪洋人嘲笑我们。
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100年过去后,幻想已然成真。如今,中国已经拥有超过14万公里的铁路,6730公里的城市轨道,528万公里的公路。其中铁路隧道超过18000公里,公路隧道更是超过了2万公里,地铁是超过了8700km。
我们不仅按孙中山先生建国方略里设想的那样,完成了公路、铁路的建设,完成了三峡大坝,充分发展工农矿业,还成为了世界上最大的工业国,距离世界第一经济体仅有一步之遥。
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一百年年前孙中山先生的宏愿终于实现,相信我国盾构机逆袭的经历也一定会在高新技术领域上重现,尤其是在芯片领域,而且将会再次跑出令世界瞩目的中国速度。
中国盾构机的逆袭史诗,印证着"不如你-学习你-超越你-击败你"的发展铁律,中国工程师已经用一个个"不可能"证明,任何技术壁垒,都挡不住一个立志创新的民族。
芯片战的结局,或许早已在盾构机的轰鸣声中写就。
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