中铁工业攻破TBM核心技术 老外称“这怎么可能”

本报记者（左）与中铁装备集团设研院副院长贺飞在采访现场

我在现场

■本报记者 张志伟

“TBM（全断面岩石隧道掘进机）是掘进机之王，业内有不成文的衡量标准，如果一个隧道掘进机设备制造商，没有掌握TBM技术，就不是一个成熟的隧道掘进机制造商。TBM核心技术一直被德国、美国等国垄断，外国人认为中国人是不能研发制造TBM的。中铁工业的TBM问世，欧洲人完全不相信，他们说,‘NO，怎么可能！’”近日，在高黎贡山已经掘进近千米的隧道内，中铁装备集团设研院副院长贺飞接受《证券日报》记者独家采访时称。

口罩一尘不染

在外界的印象中，隧道掘进现场的画面是这样的：机器轰响、尘土飞扬、高温潮湿的，工人们戴着黑黑的口罩、手套，浑身满是厚厚的尘土，汗水浸透衣衫。但等记者穿上工地特制的工作服，戴上安全帽、口罩、手套，全副武装，跟随工作人员进入到距离隧道口近千米的作业现场时，记者发现，隧道内空气清新，温度适宜，在机器的最前端只有5个至6个工人，这些工人身后不远处是主控室，主控室完全像是一个现代化的计算机机房，TBM司机在主控室里控制整个机器的掘进。

“咱们已经站在我们自主研发的‘彩云号’TBM主机上了，最前面的几个工人只是辅助机器作业，做一些简单、低强度的工作”贺飞解释称。

“高黎贡山地处云南亚热带，但在‘彩云号’上，作业区空气温度保持在摄氏28度左右，且空气干净。这是因为整机采用了空气制冷技术，通过水将热量带到洞外；掘进时掌子面会产生大量粉尘，首先刀盘前面会有喷水降尘，再通过先进的除尘系统，将灰尘进行搜集处理,为隧道施工提供一个良好舒适的环境。”贺飞给记者解释时没有戴口罩，并指着记者的口罩说，“你看您的口罩一尘不染”。

高黎贡山隧道地质构造极为复杂，褶皱、断裂构造相当发育，具有“三高”(高地热、高地应力、高地震烈度)、“四活跃”(活跃的新构造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程)的特征，施工难度极高。为提高设备在不良地质条件下的适应性,中铁工业对“彩云号”进行了许多独创性的针对性设计。

在TBM主机上，贺飞指着脚下说：“在我们脚下有一台独立的多功能钻机，这台钻机可对刀盘前面进行360°的超前钻孔，实现超前探测与超前地质处理。最关键的是这台钻机是潜藏在主机平台下方，对正常作业没有影响，需要时自动升上来与两侧装置连成一体进行全圆作业，这比之前临时安装超前钻机更方便、快捷、实用”。

贺飞指着主控室里一台设备说，这是“彩云号”集成的三维激发极化法和三维地震法超前地质探测系统，该系统是利用TBM维保或换步时间进行地质探测，耗时短、精度高，可对刀盘前方一定距离内未开挖底层中的断层、溶洞、含水构造等不良地质进行准确定位识别和三维成像，并将结果在主控室操作屏幕上显示，为TBM施工决策提供重要的地质资料。这项技术在国外也没有，属国内首创。

据中铁工业品牌总监焦卫华介绍，“彩云号”TBM是为大瑞铁路高黎贡山隧道量身打造的世界最先进的大直径敞开式TBM，整机长度230米，重1900吨，刀盘开挖直径达9.03米，填补国内空白。高黎贡山隧道全长34.538千米，是亚洲最长的山岭铁路隧道。如果通过钻孔、装药、爆破的传统钻爆发开挖，不仅施工风险大，而且还会对保护区内的生态产生不可逆转的负面影响。目前“彩云号”已经成功穿越第一个地层交接涌水带，日掘进最高达到32.14米，标志着我国自主研发的最大直径TBM在铁路隧道首次应用成功。

一台TBM省下亿元

2008年之前，TBM关键技术完全被国外垄断，1997年，为了建设西康铁路咽喉工程秦岭隧道，中国企业花费3亿多元从德国维尔特公司购买了2台全断面岩石隧道掘进机。这是我国在铁路隧道施工中第一次使用这种现代化的隧道施工装备。

“我们自主研发的TBM，目前售价1亿元至3亿元左右不等，掐指一算，一台TBM可以省下近亿元，目前已经售出30多台了，而且在施工过程中也不用仰人鼻息。”贺飞进一步解释称，国外厂商进入中国以赚钱为目的，价格高、售后服务不及时等，而中铁工业是以项目工程为基础，首先考虑地质和施工的适应性，设备与施工的结合。从服务方面看，中铁工业团队是及时响应、快速服务。

现任中铁高新工业总经理的李建斌全程参与了西康铁路项目，使用国外TBM过程中的一个小故障，让他体会到，在国外掘进机厂家眼里，花钱的中国人未必就是上帝。

“如果说我们都不去做的话，那这个产品永远是外国人的天下，我们为什么不去试试呢？”李建斌说。而这种“试”，是严谨的、科学的、一丝不苟的。

之后不久，专业的全断面掘进机研发团队成立，承担了隧道掘进机研发的系统化、专业化研究任务。2001年，掘进机关键技术被列入“863计划”项目，决定在较短时间内完成盾构国产化，“863计划”项目的设立，成为国产掘进机诞生的加速器。2006年6月份，国务院将全断面掘进机研制列入16项重大技术装备之一。这一年，中铁装备关键核心技术方面取得突破，2008年4月份，“中铁1号”复合式土压平衡盾构机下线，并成功应用于天津地铁1号线，地面沉降控制在3毫米以内，隧道经专家验收全部通过。自此，被国外品牌一统天下的全断面掘进机市场开始被打破。2015年，两台TBM远渡重洋，出口黎巴嫩，黎巴嫩人为两台TBM起名为“léa”和“Yasmina”（丽雅和雅斯米纳），分别代表慷慨、正直、开放和勇敢、果断、活力。

TBM市场有多大呢？当前，我国已经成为世界最大的掘进机制造基地及应用市场。随着国内城市轨道交通、铁路、公路、水利、市政工程等建设事业的持续高速增长，我国掘进机械也迎来了飞速的发展。据业内人士分析，例如红旗河项目及其它引水等项目的实施，将会采来大量的TBM。