大家好!我叫张帅坤,是铁建重工掘进机研究设计院副院长,专门负责大直径盾构机的研发工作。
盾构机亦称“地下航母”“钢铁巨龙”,集机械电气、液压、光学、自动化和施工技术于一体,被誉为工程机械“皇冠上的明珠”,它的每一项设计都需要结合工程实际进行个性化、定制化研究,必须既懂制造,更懂施工,技术难度极大。
2008年,我大学毕业进入一家铁路隧道施工单位,负责管理租赁进口盾构机。当时盾构机这种高端地下工程装备对于我们国家来说还是一个舶来品,价格昂贵,全部依靠进口。因为没有掌握核心技术,盾构机一旦发生故障,只能请外国工程师解决问题。不但费用昂贵、维修周期长,而且外方从不透露故障原因和解决办法,那时的我只能跟在外国技术人员后面负责签单。
为了深入研究盾构机技术,2009年初,我向领导主动请缨,在完成本职工作的同时,担任盾构司机,不要任何额外待遇。面对同事和亲友的不解,我义无反顾走进钱塘江底的隧道工地成为一名盾构主司机。隧道里阴暗、潮湿,整日见不到太阳,主司机要待在一个只有2平方不到的主控室内,时刻不停地盯着屏幕上各种参数,操作各种仪器按钮,精神高度紧张。隧道内的温度在40°左右,进去就汗流浃背,有种窒息缺氧的感觉,很少有大学生愿意主动干这个工作。但是我认为要想学习好盾构机技术,就必须先从操作、维修开始。我做盾构司机除了开设备,还常常需要在操作间隙跑到主控室外面对着图纸去找各个部件的位置,跟着维修师傅去处理各种故障,学习各个部件的维保操作。下班后就继续在宿舍研究盾构机图纸,每天休息时间只有4-5小时。一年多下来,我摸透了盾构机的每个零部件,也更有信心做出属于中国人自己的盾构机。有一次,盾构机拼装系统出现抖动,导致整机“瘫痪”,前后请了三批外方人员,持续一个多月都没修好,每天损失在20万元以上。当我们提出自己维修时,外方人员拒绝提供资料,甚至威胁不再提供产品质保。紧急关头,项目组顶住压力组建攻坚团队,我懂技术又会实操,成为团队核心成员。当时,我一边翻译说明书,一边拆解零部件,历经7天7夜的研究对比,查找出不合格的马达阀门芯,迅速进行了国产化替代。这一个不合格的微小零部件,打破了国外产品高端品质的神话,也让我更加坚定了意念:核心技术必须掌握在自己手中,国之重器绝对不能受制于人,一定要研制出中国人自己的盾构机。
怀揣着这样的梦想,我开着盾构机连续掘进了1766m,穿越钱塘江,在隧道内度过了400多个日日夜夜,尤其是在2009年春节期间,盾构机正行驶在关键地质阶段,需要时刻保压,离不开主司机。我主动提出让同事们都上去过年,自己一个人独守在隧道里值班。1000多米的隧道深处,30多米钱塘江底,我胸怀大国重器梦,度过了一个令人终生难忘的除夕。
2010年,我非常幸运地来到了铁建重工,这是国内唯一一家没有引进国外盾构技术的企业,与我的志向不谋而合。我从最基本的研发设计员做起,和团队一起从零开始,边摸索边学习,埋头苦干,迅速成长。2012年,铁建重工开始实行项目负责制,我有幸成为首批项目负责人,全过程参与现场查勘、图纸设计、生产制造、售后服务、技术支持。当时成都地铁是国内公认的修建地铁最难的城市之一,全部采用进口盾构。董事长带着我们去成都汇报方案,对方上来就问你们的方案和想法都是好的,但是业绩确实太少,我们地铁都是穿越城市密集建筑群,如果把楼房搞塌了或者盾构机坏在地下,你们赔的起吗?我们前前后后跑了十几趟成都,向施工单位、监理单位、地铁公司、专家反复介绍自己的方案,收集了当时成都地铁施工遇到的所有问题并提出了针对性的解决方案,终于在一个郊区的项目中得到了机会。我们还立下了军令状,如果出问题不但承担设备损失,还承担工程的损失,压力之大可想而知。我们把诸如合金耐磨、单管单泵渣土改良、18英寸刀圈等一系列专利技术先在实验室进行验证,终于一炮打响,解决了成都地铁面临的开挖难、出渣难、平衡难等世界性难题,进而我们相继进入了兰州、广州、南宁、深圳等地铁市场,从此国外盾构机不但价格大幅下降30%以上,而且逐步退出国内地铁市场。
2014年铁建重工准备开发泥水平衡盾构机,我成为该机型的研发负责人。我们的工程应用对象是被国家最高科技奖获得者、中国工程院院士钱七虎称为世界性难题的兰州地铁一号线穿越黄河段,盾构机要在黄河底下的富水漂石中穿越。因为之前类似地层中国外进口设备的施工效果很不理想,业内得出此类地层不适合采用泥水平衡盾构机施工的结论。面对巨大挑战与行业内的极大关注,更为了让中国制造在世界抬得起头,我和团队埋头研究,创新应用双采石箱、一次+二次破碎、自动堆焊+合金耐磨管路、高效携渣等技术,颠覆了土压盾构机在该地层中的破、排机理,实现国产盾构机首次穿越黄河。最终在四次穿越黄河过程中,解决了盾构机在高水压、全断面、大粒径漂石地层中施工的世界性难题。
2016年以前,我国10米以上的盾构机仍依赖进口。随着京沈高铁、豫机城际铁路开建,分别需求一台直径11m和13m的大直径盾构机,当时在这个领域,国产盾构机完全是空白。大直径盾构机开挖断面大、渣土方量大,沉降控制风险更高。国外通常研制一台大直径盾构机需要12个月以上,但是项目上只给了我们10个月的时间。从长沙到北京,我不知疲倦地一次又一次考察、研讨,其间婚期临近,我抽不开身回家筹备。直到一次出差路上,经过河南老家,我用半天时间就回去把婚礼办了。在产品总装调试期间,我和团队成员们直接编入到一线班组,拧螺丝、拉电缆,对设计不合理的地方现场改进。2016年9月,“望京号”成功下线,掘进时地面沉降仅0.68毫米,达到世界领先水平。同年,团队研发的国产首台铁路双线超大直径泥水平衡盾构机“中原一号”也顺利始发,开挖直径达12.81米。自此,“洋盾构”独占我国大直径泥水平衡盾构机施工领域的局面,一去不返。
向着更大直径盾构机不断挺进,是我和团队矢志不渝的目标。近年来,高原铁路、郑渝高铁、穿江跨海隧道超级工程相继开工,亟需加速产品迭代升级,研发应对超大超长超深地下空间结构的超级装备。我担任项目组长,领衔研制中国水下最深隧道盾构机“深江1号”、世界最长的海底高铁隧道盾构机“定海号”“甬州号”等上百台国之重器,创造世界最长、行业最快纪录,有力保障了我国大规模重点工程建设。国产首台“常压换刀”超大直径盾构机“沅安号”,掘胜湖南“千里沅江第一隧”。15米级超大直径盾构机“星盛号”穿越湘江,打通长沙湘雅路过江通道。我们的设备盾行“江河湖海城”极端工况,一次次过江跨海、穿黄河,挑战世界级地质工程难题,以智能化应用场景,开发更智慧的整体解决方案,服务国内外重大工程。
2020年我带领团队用7个月时间,成功研制国产首台最大直径盾构机“京华号”,开挖直径达16.07米,总长150米,应用于北京东六环改造工程。“京华号”铸就国产最大荣光,成为从中国制造到中国创造,推动高质量发展的案例,标志着我国超大直径盾构机技术跻身世界前列。“京华号”作为行业代表,荣耀参加国家“十三五”科技创新成就展和“奋进新时代”主题成就展,接受党和国家领导人检阅,模型永久入藏中国共产党历史展览馆。
如今,铁建重工的产品出口到亚、欧、美、非30多个海外市场,向国外输出中国式现代化科技成果和中国标准,实现从“跟跑”“并跑”到“领跑”,打开了中国装备装备世界的开拓之路。
近年来,我先后荣获中华全国铁路总工会“火车头奖章”、全国五一劳动奖章、湖南省劳动模范、2023感动湖南年度人物,今年又被授予了2023年大国工匠年度人物的荣誉。这些成绩的取得,要感谢铁建重工坚守'自主创新',打造创新‘人才链’,为我们科研技术人员提供了坚实的创新土壤和辽阔的平台机遇,使我们能潜心钻研、精益求精,在一次次技术升级和工程突破中,和团队共同'掘'出国产盾构机的科技高地。我始终认为,个人的成长离不开团队的力量,我的所有荣誉属于我们整个团队。
未来,我将始终践行一名共产党员的初心与使命,传承发扬“逢山凿路、遇水架桥”铁道兵精神、“执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越”的工匠精神,带领团队继续勇闯技术无人区,把国之重器的核心技术,牢牢地掌握在我们自己手中,努力实现国产盾构机更多“从0到1”的突破!谢谢大家。
来源:时刻
编辑:李文洁