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日前，由中铁工业旗下中国中铁工程装备集团有限公司研制的“江汉开拓号”硬岩掘进机顺利下线。它开挖的最大直径为12.23米，总长约227米，整机总重约3000吨，掘进总长度约12.17千米，是目前国内同类设备中的佼佼者。
这个“大块头”的成功下线，有赖于中国中铁工程装备集团有限公司总工程师贾连辉及其团队。他们用10年时间，走完了国外相关团队四五十年的发展历程，在隧道掘进机领域不断刷新纪录，让“中国造”赢得世界的认可与尊重。
日前，贾连辉在接受科技日报记者采访时，讲述了他和团队一起实现国产隧道掘进机从无到有、从有到优的艰辛历程。
“不掌握关键技术，就没有话语权”
记者：什么是隧道掘进机？
贾连辉：隧道掘进机是一种用于开挖隧道的机械设备。它利用回转刀具切割岩层，同时进行破碎、出渣和支护作业，能够连续推进，形成隧道断面。隧道掘进机具有高效、安全、经济等特点，被广泛应用于隧道施工、地铁建设等工程中。
在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机，把用于岩石地层的隧道掘进机称为硬岩掘进机。业内认为，盾构机是衡量一个国家装备制造业水平和能力的重大装备之一。
记者：公司为什么在2001年下决心自主研发盾构机？
贾连辉：20世纪，我国在大工程中应用的盾构机依赖进口。1997年，为加快西康铁路秦岭隧道建设工程施工进度，相关部门购置了德国盾构机，隧道挖掘效率显著提升。但这个设备价格非常昂贵，使施工成本大幅上升。而且，核心技术不在自己手里，在设备检修、更新等方面我们比较被动。
不掌握关键技术，就没有话语权。从那时起，造中国人自己的盾构机成了我们团队的梦想。
记者：您和团队在研制第一台盾构机时克服了哪些困难？
贾连辉：研制盾构机涉及机械、力学、液压、电气等数十个技术领域，零部件多达上万个。国外企业实行技术封锁，我们没有设备图纸，更不知道关键性能指标，一切从零开始，难度可想而知。
项目启动后，大家做的第一件事，就是到处寻觅“洋盾构机”。团队中有人查资料，有人去实地考察。经过一段时间积累，我们初步掌握了盾构机性能、结构，为后续研制工作奠定了基础。
记者：研发过程中哪部分最难突破？
贾连辉：当时，我国没有一个完整的盾构机生产体系，盾构机上万个零部件都要我们逐个去研制。研制每个部件都需经过设计、试验和反复论证，工作量巨大。团队不只在研制盾构机，也在为我国搭建一个全新的生产平台。
为了加快研制速度，我们团队和浙江大学等高校以及上下游产业链单位展开联合攻关，攻克了推进负载敏感控制、闭式恒功率控制系统等方面的成千上万个技术难题。
研制出样机后，我们开始在多个施工现场测试它的性能，同时根据生产需要调整样机性能。2007年在长江武汉段水下30米，我们团队冒着生命危险带压进舱。此前，外国专家最多只敢带压3公斤进仓，我们带压4.7公斤进仓，进入盾构施工的生命禁区，获取了重要的技术数据。
在海拔3700多米的引大济湟工程施工现场，由于刀盘存在设计缺陷，进口盾构机被卡在隧道。我们团队冒着随时可能塌方的危险，几十次钻入直径约1米的坑道，查看地质情况，研究制定盾构机“脱困”方案。
在那段艰苦岁月，我们积累了丰富的技术资料，掌握了盾构机的关键技术。
记者：自主研制的盾构机是何时下线的？
贾连辉：2008年，我国首台具有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机“中国中铁一号”在河南省新乡市正式下线，打破了“洋盾构”一统天下的格局，实现了国产复合盾构机“从0到1”的突破。
“中国中铁一号”完全由我们自主设计制造，各项技术指标和性能均达到当时国际先进水平，包括掘进速度、施工精度等。2009年“中国中铁一号”在天津地铁3号线工程“首秀”，成功下穿张学良故居、瓷房子等历史风貌建筑群，地面沉降量控制在3毫米以内。
“让我们的盾构机走出国门，获得世界认可”
记者：自主研制的盾构机在国内项目大展身手，是否走向海外？
贾连辉：在2012年之前，海外客户对“中国造”并不信任。一位马来西亚公司代表甚至直言不讳道：“你们在中国做得好，但没有海外应用经验，我对你们非常担心。”经过10多次深入沟通，这家马来西亚客户签下了两台盾构机。这是公司接到的第一个海外订单。最终，中国盾构机凭借优异的性能，以最高日掘进21米、提前43天完成贯通的成绩，创造了马来西亚盾构施工新纪录。
记者：2020年您参与研制了世界最大直径硬岩掘进机。与盾构机相比，硬岩掘进机的研制难度是不是更大？
贾连辉：是的。盾构机“吃”的是软岩砂石，应用于埋深30米以下的城市地铁、公路隧道、市政管道等土质隧道工程。硬岩掘进机“吃”的是花岗岩、大理石，适用于埋深几百上千的长距离隧道、水电站引水隧道等硬岩地层工程。
记者：当时，公司为什么要启动这一研发项目？
贾连辉：让我们的盾构机走出国门，获得世界认可，是我们团队一直以来的心愿。2020年，公司参与“一带一路”项目——格鲁吉亚南北走廊科维谢提至科比段公路隧道建设项目。公路隧道建成后，将解决这一地区道路拥挤、冬季交通中断等问题。为了提升施工效率、加快掘进速度，公司决定研制世界最大直径硬岩掘进机“高加索号”。
记者：有了之前造盾构机的经验，想必这次研制会顺利很多。
贾连辉：我们依旧面临很多棘手问题。第一，由于“高加索号”直径较大，如何保证设备稳定性并提升其地质适应性是一大挑战。第二，格鲁吉亚冬季积雪非常深，导致道路变窄，大件物品难以运输。因此我们必须在2020年10月初前完成装船，把设备运至施工现场。这使得团队的设计制造时间十分紧迫。为了确保设备能够如期交付，我们首次采用了工地交付技术。该技术省去了设备在工厂内调试和整改的环节，但对设计制造提出了更高的要求。
记者：其中哪个技术问题是最难的？
贾连辉：最难“啃”的“骨头”是，如何让“高加索号”在长距离、大埋深、岩石硬度强的作业条件下稳定工作。我们对主动铰接系统、双速减速机系统等进行了针对性设计，实现了主机姿态的精确调整，使设备在不同地质条件下都具备优异的掘进能力。
记者：下一步，您和团队的研发计划是什么？
贾连辉：未来，我们将聚焦隧道掘进装备基础技术研究，开发提升隧道掘进机使用寿命的新材料、新工艺，研制质量更可靠、安全性更好、掘进速度更快的隧道掘进机，推动制造业朝高端化、智能化、绿色化方向发展。
“把图纸画在工地上，代码写在隧道里”
记者：打造“国之重器”需要高质量的研发团队。您当初如何组建起这支研发队伍？
贾连辉：为提升企业创新能力，约20年前，我牵头组建了公司研发团队，带领大家开展关键技术攻关。同时，我结合研发任务把团队划分成前沿技术、材料研究、电气控制和机械动力4个研发小组，明确每个小组的工作职责，并让技术骨干担任研发小组组长。
目前，公司研发团队人数超300人，90%成员拥有硕、博士学位。
记者：技术不断发展，产品不断迭代。您如何保证团队成员的技术水平一直处在行业前列？
贾连辉：在我看来，解决问题是最能提升研发人员技术水平的方式。我要求团队研发设计人员必须常年驻扎工地一线，把图纸画在工地上，代码写在隧道里。通过解决一个个现实问题，不断提升自己的技术能力。
记者：在您看来，隧道掘进机行业还存在哪些人才短板？应该如何补齐？
贾连辉：近年来，隧道掘进机行业迅猛发展，正经历从“制造”向“智造”转变的关键期。为实现这一迭代升级，我们需要大量传感检测、机器人等领域的综合尖端人才。然而，目前行业内这部分人才是很缺乏的。为补齐短板，我们要突出“人才+产业”顶层设计，围绕产业链强化人才链，有效促进人才链、创新链、产业链及价值链的“四链衔接”。相关部门要围绕企业人才引、育、留、用难点问题提供政策支持。
记者：青年人才是公司发展的希望。您是如何培养年轻人、让他们尽快“挑大梁”的？
贾连辉：我们构建了端到端的职业生涯全周期人才发展体系，指明了员工从应届毕业生到技术专家的职业发展路径与学习地图；制定了《人才强基计划》和《“三年筑梦+两年提升”青才培养专项方案》，系统规划了青年人才入职5年内的学习成长路径。同时，我们借助高校力量培养青年人才。针对隧道掘进机行业人才需求，我们和多所高校联合制定培养方案。
记者：您对青年人有什么寄语？
贾连辉：青年朋友们，我们身处在一个充满挑战，也充满希望的时代。请你们保持青年人的朝气和活力，既要仰望星空，也要脚踏实地。在工作中耐得住寂寞和孤独，禁得住外界的诱惑，在矢志奋斗中创造属于自己的精彩人生。
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编辑：春雨婷
来源：科技日报
