在國外長期的技術(shù)壟斷下，我國首臺自主設(shè)計的TBM（硬巖掘進(jìn)機）今年年底或明年年初將在鄭州下線的消息發(fā)出后，筆者又從洛陽獲悉，由中信重工機械股份有限公司（下簡稱中信重工）生產(chǎn)的5米口徑TBM也將進(jìn)行工業(yè)性實驗，之后便可面向市場。
    創(chuàng)新
    無軌化、敞開式設(shè)計獨領(lǐng)風(fēng)騷
    日前，筆者見到了這臺直徑5米的硬巖掘進(jìn)機這個“大塊頭”的前端有一處巨大的可旋轉(zhuǎn)刀盤，它是設(shè)備的關(guān)鍵部位。據(jù)介紹，刀盤上分布有36個盤形滾刀，設(shè)備開啟后，在主推油缸的作用下，滾刀可以“削石如泥”。
    “刀盤最大推力可以達(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。”工作人員說，該設(shè)備總長約200米，總重約800噸，絕對是一個“大塊頭”。
    別看它體量龐大，工作起來卻是個“靈活的胖子”。“這臺硬巖掘進(jìn)機是敞開式、無軌運輸，大大增加了設(shè)備的靈活性。”工作人員說，即便國外的硬巖掘進(jìn)機在工作時也需要鋪設(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)機無軌化的設(shè)計，使得它可以實現(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“卡殼”，敞開式的設(shè)計會方便其“脫身”。
    據(jù)了解，除了機械技術(shù)外，這臺硬巖掘進(jìn)機還集合了電子、激光等多種技術(shù)，自動化程度很高。
    源起
    用國產(chǎn)設(shè)備開發(fā)地下空間的“中國夢”
    筆者獲悉，硬巖掘進(jìn)機技術(shù)多年來一直被國外壟斷，一臺的價格要上億元，為打破這種壟斷，從上世紀(jì)六七十年代開始，國內(nèi)就有業(yè)內(nèi)人士對其發(fā)起挑戰(zhàn)。
    洛陽這臺硬巖掘進(jìn)機是如何“誕生”的呢？這就不得不提到一個人——中國工程院院士、隧道及地下工程專家王夢恕。
    中信重工的研發(fā)人員給筆者講了一個故事：2009年全國“兩會”期間，中信重工的董事長任沁新在北京見到了王夢恕。王夢恕問他是否想過研發(fā)中國的硬巖掘進(jìn)機，結(jié)果，希望“用中國自己的設(shè)備開發(fā)地下空間”的王夢恕與重視科技創(chuàng)新的任沁新一拍即合。
    取經(jīng)
    厚積薄發(fā)，最終創(chuàng)新出無軌化等設(shè)計
    向硬巖掘進(jìn)機發(fā)起挑戰(zhàn)，這一艱巨任務(wù)落到了中信重工采掘機械所總設(shè)計師王占軍的肩上。
    “壓力大！”王占軍用三個字概括了自己當(dāng)時的狀態(tài)，沒有先例，沒有參考圖紙，王占軍只能帶著同事們到工程現(xiàn)場學(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，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。因為不能耽誤工程進(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)的刀盤溫度非常高，周邊的空氣溫度大約有50攝氏度，靠近一會兒渾身衣服就都濕透了，就跟洗澡一樣。”王占軍說，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)過三年的研發(fā)、設(shè)計，開始試生產(chǎn)。在這一過程中，中信重工的研發(fā)人員還創(chuàng)新性地加入了無軌化設(shè)計、連續(xù)皮帶機出渣功能等。
    2013年9月28日，中信重工研發(fā)的5米敞開式無軌運輸硬巖掘進(jìn)機成功試車，中國工程院院士王夢恕、周豐峻、梁文灝共同見證了這一時刻。
    另類
    取經(jīng)隊伍中還有“女漢子”
    高隨芹是硬巖掘進(jìn)機項目的主任設(shè)計師，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，很多工程隊會有一個約定俗成的規(guī)矩：不準(zhǔn)女同志進(jìn)入工地——怕“不吉利”。因此，她有時也會被施工方拒之門外，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，一個陌生的領(lǐng)域，國內(nèi)很多人在這個項目上浪費了時間、栽了跟頭，對行業(yè)中的“老大難”發(fā)起挑戰(zhàn)是有風(fēng)險的：也許幾年的投入會付諸東流，尤其對于在行業(yè)內(nèi)有一定知名度的科研工作者來說，如果失敗了，面子上多多少少會過不去。但高隨芹說：“遇到好的項目，情不自禁就想上。人一輩子總得干幾件像樣的事兒”。
    “開弓沒有回頭箭”，正是更多像高隨芹一樣勇敢開拓、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)平臺提升國際競爭地位
    一業(yè)內(nèi)人士表示，雖然我國高速公路已經(jīng)基本飽和，但一級和二級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)機的市場非常廣闊。
    日前，筆者電話聯(lián)系了王夢恕。王夢恕表示，目前人們相對熟悉的盾構(gòu)機，主要用于城市軟土層，而硬巖掘進(jìn)機非常適合比較深的巖石地層，今后國內(nèi)將有更多的隧道工程開工，會需要大量的掘進(jìn)機。
    除了市場前景外，王夢恕還表示，這臺直徑5米的開敞式硬巖掘進(jìn)機，打破了國外硬巖掘進(jìn)機在我國的市場壟斷，使我國有了自主知識產(chǎn)權(quán)的硬巖掘進(jìn)機研發(fā)平臺和產(chǎn)業(yè)化基地，提升了我國重大裝備在國際上的競爭地位。