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前言
2024年10月，长城一号盾构机到达青岛，将应用于青岛9号线的建设中。
该项目建成后，可以极大的提升青岛城阳地区的中心交通路线，为青岛北部区域的发展带来更便利的交通条件。
而作为这条地铁的关键性“重器”，盾构机发挥了非常重要的作用。
盾构机的技术门槛非常高，几十年前的中国甚至没有国产盾构机，长期受国外卡脖子。
随着中国科技崛起，国产盾构机才在复杂的市场环境下越来越强，并实现了弯道超车。
那么我国盾构机发展历程是怎样的，国产盾构机的国际地位有多高呢？
盾构机发展与困境
盾构机问世前期，这种机器的技术难度过高，成本巨大，损耗频繁，所以大多数国家对它避而远之。
随着时间的推移，机器取代人力的趋势越来越明显。
人们对盾构机几经改良，最终研制出了效率超过人力，同时综合花费相对合理的隧道挖掘设备。
20世纪80年代，冷战后期的世界格局越来越明晰。
随着欧洲一体化的概念被越来越多人接受，英国决定放弃英吉利海峡的军事地位，选择建造一条交通要道，加强本国与欧洲各国的联系。
在这种情况下，英法海底隧道项目被提出。
时任英国首相的铁娘子撒切尔夫人与法国总统密特朗多次交换意见，最终敲定了这项世界瞩目的工程。
1987年12月，英法海底隧道正式动工。
当工程建设到海底部分时，人们遭遇了很棘手的问题：用什么方式建造海底部分的隧道。
这条隧道正式动工前，相关部门已经花了29年进行地质探测。
对于施工过程中的关键区域，工程师简直了如指掌，穿过此地的施工手段有两种：
沉管法和盾构法。
在反复争论中，大多数人确信英吉利海峡之下的海底岩层不适合使用沉管法，于是盾构法成了多数人的选择。
英法海底隧道成功运用了当时较为先进的盾构法，并采用了盾构机进行挖掘工作。
在施工过程中，工程师突破了诸多盾构法方面的难题，大大缩短了工期。
而采用盾构机掘进隧道的方式，也在施工过程中得到了更进一步的完善。
有了盾构机的加持，整个挖掘工作只用了三年半时间。
虽然看似周期较长，但是与29年的勘测周期相比，简直是神速。
英法海底隧道工程建设前后，世界上已经有多个国家研制出先进的盾构机。
日本和德国是其中的佼佼者，而我国在研发环境和生产制造方面具有无法弥补的劣势。
不仅如此，我国的机械化进程比较缓慢，落后西方国家数十年。
到了20世纪70年代，我国依然没有在各类工程中全面使用机械化设备。
而日本、美国和德国纷纷在70年代之后加速了对盾构机的垄断。
盾构机发展与崛起
20世纪90年代，我国建设的西康铁路工程已经修建到了秦岭路段。
按照当时的情况，工程需要打通秦岭地区的山体，修建两座隧道。
其中一条隧道的设计长度是18460米，另一条隧道的建设长度是18456米。
这两段山区的岩层结构非常复杂，有混合花岗岩、混合片麻岩等，其中一条隧道的洞口处还有13条断层。
如果采用原始的炸山，那么断层受到强烈震荡后，将出现不可预知的危险。
而且，这长达万米的隧道，也绝对不是简简单单的炸山就能完成的。
考虑到这些因素，我国工程队将注意力转向了盾构机。
如果用盾构法挖掘隧道，山石坍塌的风险小，施工速度比人工快，而且综合成本也更加合理。
此时德国、日本、美国的盾构机已经形成了全面垄断，我国想购买，只能从这几个国家之中选。
与日本和美国相比，德国的产品更符合我们的预期，在交易过程中，也少一些不可控因素。
可即使是这样，我国在购入盾构机时也处处被动。
中交天和副总经理周骏回忆，这项工程的总预算是50亿元，一台盾构机的价格就有7亿元。
这其中既有设备本身的价格，也有提供的维护费与其他服务费。
中国工程院院士杜彦良提到秦岭段隧道项目时透露，盾构机的选型、调试、操作等一系列流程都由提供机器的维尔特公司负责，我们连近距离接触的机会都没有。
德国人对我们抱有很强的戒备心，内心一直将我国视为潜在对手。
因为我国与德国大众合作开办汽车厂后，通过对方的技术资料，慢慢实现了大众旗下桑塔纳汽车零部件国产化。
不但推动了国内汽车制造业的发展，还省去了大量的进口支出。
桑塔纳国产化自然减少了德国的在这方面的收入。
相应的，德国人也不希望我国在盾构机领域实现突破，而不再依赖他们的产品。
那么没有德国技术，中国就不能研制出盾构机吗？
我们不能否认盾构机的技术门槛，毕竟一个由少数国家垄断的亿元级商品，必定存在足够高的技术壁垒。
不过作为一个连原子弹都能在西方封锁下研制成功的国家，盾科技的技术壁垒再高，也并不是无法攻克的。
秦岭隧道建设期间，我国认识到了盾构机的超强掘进能力，决定要实现盾构机零件的国产化。
此外，研发国产盾构机的任务也列入“863工程”中。
2002年10月，中铁成立专项的盾构机研发小组，尝试攻破国外对盾构机的技术封锁。
2003年，辽宁输水渠道项目急需三台盾构机，美国和德国公司纷纷中标。
按照当时的规定，美国与德国公司提供产品的同时，不能将我国施工人员排除在外。
这就给了盾构机研究小组很充足的学习机会。
盾构机被称为工程机械化之王，各种零件加起来甚至超过两万个。
单单是一个控制系统，就包含了2000多个控制点，同时40多万行控制程序代码不间断地快速运行。
根据协议，我国将参与并完成美国盾构机拼装过程中11个大项目的安装，所以美方必须提供相关设备的资料与参数。
这些项目的图纸数量巨大，足足有3500张。
面对来之不易的机会，研发小组不分昼夜的研究，很多人除了保障少量的睡眠，就是在办公地点研究图纸。
经过不懈的努力，大家不但摸清了这些项目的技术原理，还在美方提供的图纸上找到了527处设计错误。
为了确保项目的顺利进行，研究小组一边讨论修正方案，一边通知美方修改图纸。
前前后后又经过三个月时间，事情才处理妥当。
这次珍贵的实战经历，为我国积累了大量的知识储备和实战经验。
2008年是研发小组研究盾构机的成果之年，在突破一个个技术难题后，终于研发出了第一台国产盾构机，填补了我国在这方面的空白。
那么国产盾构机的实力到底如何，在国际市场上又有多大竞争力呢？
中国盾构机的光辉历程
我国自主研发的第一台盾构机名为“中国中铁一号”，该设备上市后，很快投入到实际应用中。
中铁集团的车间主任邓景川表示，他参与了天津3号地铁线的施工任务，所用的盾构机就是中铁一号。
按照3号线的规划，中铁一号要下穿到天津众多著名景点之下，一旦出现差错，将造成严重的后果。
这样重要的工程，对盾构机和施工人员的考验都是十分巨大的。
焊接过程中的每一个沙眼或者气孔，都会影响整个施工结果，邓景川每天在工地调度，最终顺利的完成了项目。
提到中铁一号盾构机，邓景川难掩喜色，激动对记者说，这是他进入中铁集团的第一个项目，也是我国高端制造业的里程碑。
2012年，有关于盾构机的相关科研获得了巨大的成功，相关科研部门被授予国家科学技术进步一等奖。
与此同时，马来西亚准备购入一批盾构机，用于他们的MRT地铁工程。
由于欧美盾构机竞争优势明显，马来西亚政府的首选对象是西方盾构机。
不过我国盾构机经受过项目验证，同时性价比更高，所以成功接下了这笔订单。
“中铁50号”成为我国第一台出口至国外的国产盾构机，由此也标志着我国盾构机正式走向世界。
也是在这一年，日本为美国组装的盾构机“贝莎”正式下线。
这台设备的直径达到了17.5米，每小时的掘进速度为3.6米。
该设备出现后，一举成为世界上型号最大、掘进速度最快的土压式平衡盾构机。
2015年11月，我国铁路大直径盾构机下线。
这款盾构机的诞生，标志着我国完全打破了国外垄断，拥有了更大自主权。
同时与国外产品相比，国产盾构机的价格更是便宜两千多万元，可靠性和复杂地形的稳定性上都不输国外。
在保持品质的基础上，我国研究人员继续加大研究力度，尝试一种直径更大、掘进速度更快的盾构机。
2020年，“中铁872号”正式下线。
这款设备首次采用了我国新研发的3米级主轴承，开挖直径为6.83米，最大掘进速度达到了0.7米/分。
按照换算，该设备已经超越了德国盾构机6米每小时的纪录。
不过这还不是我国盾构机的天花板。
随着我国在这方面的持续发力，我国首台超大直径同步掘进机“兴业号”出现在珠海兴业快线施工现场。
根据《科技日报》资料，“兴业号”盾构机采用了自主巡航技术和智能拼接技术，在掘进方向和精度两个维度上，实现了较大进步。
为了提高盾构机工作效率，研发部门还研制出了主动铰接技术、刀盘伸缩机构、逆洗循环系统等先进科技，确保了“兴业号”的施工效率实现质的飞跃。
有了这些技术的加持，“兴业号”盾构机的施工速度可以提升30%。
2024年4月，世界上直径最大的高铁盾构机“领航号”出现在沪渝蓉高铁施工现场。
该设备将穿越长江，成为建设崇太长江隧道的依仗。
9月30日，“穗通3号”盾构机从广州始发，将应用于广佛环线的输电线路工程。
这里的地形复杂，施工难度大，面临着转弯半径小、下穿管线多、穿越砂层长等诸多技术难题，对盾构机的技术要求非常高。
“穗通3号”的出现，标志着我国盾构机技术已经涵盖多场景需求，不但打破了国外的垄断局面，还引领了盾构机行业的发展方向。
参考资料：
《掘进，一路向前-中国盾构机走向世界始末》科技日报
《一线建设者们用坚守献礼新中国华诞，用奋斗祝福伟大祖国》央视网
《自零起步，从追赶到并跑，再到部分领域领跑，国产盾构机如何实现跨越》人民日报
《【工业之美】这个具有200年历史的庞然大物正在帮助马斯克挖掘地下隧道》界面新闻
《英法海底隧道工程：历史过程和成功经验》北京邮电大学经济管理学院