【文/科工力量专栏作者 余鹏鲲】

2019年2月23日，中铁装备集团两台土压平衡盾构机成功通过现场验收，正式交付日本西松建设公司，两台设备将用于新加坡地铁6号环线C882项目。此次验收的“中铁647号”“中铁648号”是中铁装备首次为日本客户提供的盾构设备。两台盾构机刀盘直径6.67米，设备总长约98米，总重约632吨，具备在半径200米内的水平转弯能力，属于“小而强”的盾构机。

“中铁647号”“中铁648号”验收交付现场，图源见水印

作为中国装备“走出去”的高光时刻，这两部盾构机从零件到组装完成的全过程也被镜头记录下来。几乎就在交付日本公司的同时，经过新华网剪辑的盾构机生产全流程视频也在YouTube上热播，并在新加坡的网络论坛引发热议。甚至有新加坡网友发出这样的惊呼“难道我们不才是发达国家吗？为什么造不出这样的机器”？

YouTube上播出的盾构机生产过程

惊诧的新加坡网友可能想不到中国生产的盾构机不仅质量上非常优良，具有稳定性好、恶劣地质条件适应性好等优点，而且销量也十分庞大。根据新华社报道，去年仅中铁装备一家的盾构设备年产能就已达到280台以上，累计出厂盾构780余台，先后出口新加坡、黎巴嫩、阿联酋、意大利、卡塔尔等18个国家和地区。

如今，国产隧道掘进设备在国内市场的占有率达到90%以上，并在全球市场上占据三分之二以上的份额。谁能想到，就在十多年前偌大一个中国，居然没有一台现代化的复合式盾构机。

中国工程界是如何用这么短的时间崛起反杀的呢？

盾构与中国的结缘

盾构法的原理出现的很早，早在18世纪的头几年布鲁诺尔就从一种外号叫“凿船贝”的软体动物船蛆身上获得灵感，发明了利用人工进行盾构的方法。这种称之为“开放型手掘盾构”的模型核心在于像船蛆吃木头一样正面向前挖掘，侧面形成框架并浇筑混凝土。

可惜的是历经清政府、北洋政府、民国政府，这种理念先进的隧道构筑方法始终未能在中国得到推广应用。直到新中国建立后第一次五年计划时期，才在辽宁阜新煤矿应用了直径2.6米的手掘式盾构进行了疏水巷道的施工。

布鲁诺尔在英国提出的盾构方法，辽宁阜新煤矿的应用方法也是类似的

尽管盾构的原理出现的非常早，但是与目前使用的盾构机相似的盾构设备则一直到1984年之后才逐步发展成熟，这次中国没有再错过现代盾构的时代。

1996年12月18日北起西安南到安康的西康铁路正式修建，它也是我国桥隧比例较高的铁路。其中其中著名的秦岭隧道全长18.46公里，为中国已投入使用第三长隧道，仅次于石太客专太行山隧道和兰新铁路乌鞘岭隧道。

也就是在这条隧道的施工中，中国第一次引进了两台德国盾构机进行施工，大大的缩短了工期，实现隧道的提早通车。

尝到甜头之后，中国的施工企业就开始逐步在隧道建设中引入盾构机帮助施工，但是“洋盾构”用起来并不舒适。首先是价格昂贵，随便一台普通的盾构机价格在当时就高达亿元人民币，像秦岭隧道使用的盾构机售价更是高达3亿元一台。而现在由于国产盾构机普及，普通盾构机的价格可低至2500万一台，复杂的盾构机也就在5000万左右。

购买国外盾构机的另一个“痛点”是维修非常不方便。当时外方对技术实行垄断，维修保养时不允许中方参与，维修所需工时也完全取决于外方。一旦出现盾构机故障将严重影响中方工程的施工进度。更让人气愤的是国外厂商一方面联手“抬价”单价极贵，另一方面并不重视中国市场，坏了连修都要等上很久。

维修人员来中国还得施工单位付2000～3000美元/天的差旅费，还常常要来回几次才能将盾构机修好。于是在迫于无奈的情况下，施工单位经常只能求助于国内单位。后来承接盾构机电液驱动、推进和控制系统的研发的浙江大学团队就是多次在为“洋盾构”把脉的过程中开始关注盾构国产化命题的。

追赶之路：起步及时统筹有力

这种进口设备对隧道施工是如此的有效，外国设备商对其技术交流的限制又是如此严重，这种现象不能不引起有识之士思考中国是否需要盾构机以及中国是否需要研制盾构机。

从当时的国家规划出发，铁路和公路建设未来逐步向西部地区、地质条件不良的地区发展，盾构机的应用会进一步增加。同时国外盾构机的很多信息并不对我们开放，在施工过程中有暴露地理信息的可能，对国防工程而言这种泄密风险是致命的。

于是中国需要盾构机且要自己研制盾构机迅速上升为国家意志。2002年在科研经费不富裕的情况下，还是将土压平衡盾构关键技术研制列入“863计划”。此时距离第一个使用盾构机施工的西康铁路完工还不到一年时间。