只進(jìn)不退的盾構(gòu)人顧建江
2015-06-23
曾幾何時(shí)，浦東人還稱(chēng)去浦西為“去上海”。80年代初，浦西夜晚燈火通明、夜景迷人，浦東卻阡陌交錯(cuò)、恍如隔世。直至連接黃浦江兩岸的隧道、橋梁陸續(xù)通車(chē)，上海越江交通不便的格局才逐漸被打破。現(xiàn)在，當(dāng)你乘上地鐵、打開(kāi)手機(jī)，朋友圈還沒(méi)刷新便已到了對(duì)岸。你又是否想過(guò)，那些深埋于黃浦江底的隧道下，隱藏著數(shù)代隧道建設(shè)者的汗水與努力。
穿梭于地下深處的隧道，離不開(kāi)一個(gè)無(wú)法替代的開(kāi)路先鋒――盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。它憑借著巨大的動(dòng)力和精密的儀器結(jié)構(gòu)，在地下打出一條寬闊的大道來(lái)，它強(qiáng)硬推進(jìn)，掘地排土，凝構(gòu)成拱形隧道，整個(gè)過(guò)程一氣呵成，是一個(gè)“移動(dòng)式掘進(jìn)工廠”，屬于典型的裝備制造業(yè)“精英俱樂(lè)部”。
你或許不知，這項(xiàng)于城市建設(shè)各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，在10多年前完全被德國(guó)、日本、法國(guó)等西方國(guó)家壟斷，進(jìn)口土壓平衡、泥水平衡盾構(gòu)機(jī)占全國(guó)市場(chǎng)總量的100％；所有有關(guān)盾構(gòu)機(jī)的核心技術(shù)，外方均拒絕提供。
設(shè)計(jì)制造屬于自己的國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)，是中國(guó)所有隧道建設(shè)者的夢(mèng)想。在此背景下，有著近半個(gè)世紀(jì)隧道施工經(jīng)驗(yàn)、在泥里與盾構(gòu)一起“摸爬滾打”數(shù)十年的上海隧道工程有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海隧道）主動(dòng)挑起了國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)制造的重任。直至2004年，上海隧道成功研制了我國(guó)首臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)“先行號(hào)”。
上海城建隧道公司盾構(gòu)研發(fā)基地總工程師顧建江，作為25年的老盾構(gòu)人，從1990年剛?cè)霃S時(shí)對(duì)盾構(gòu)一無(wú)所知到今天的世界一流盾構(gòu)專(zhuān)家，見(jiàn)證和引領(lǐng)著中國(guó)盾構(gòu)業(yè)從學(xué)徒到教練的逆襲。
只進(jìn)不退
“中國(guó)第一次大規(guī)模使用盾構(gòu)掘進(jìn)裝備是在上海地鐵1號(hào)線，當(dāng)時(shí)我們采用了從法國(guó)引進(jìn)的直徑6.34米土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)，這可能也是中國(guó)建設(shè)者接觸國(guó)外地鐵盾構(gòu)的最早記錄。”顧建江說(shuō)，那時(shí)候一臺(tái)進(jìn)口洋盾構(gòu)的價(jià)格是幾千萬(wàn)元；如果需要技術(shù)支持，則必須以每天千元的價(jià)格請(qǐng)外國(guó)工人去現(xiàn)場(chǎng)。“為什么這么貴？因?yàn)橹袊?guó)人自己沒(méi)有，而且世界上少數(shù)西方國(guó)家壟斷了這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)時(shí)中國(guó)市場(chǎng)并不被外國(guó)廠商看好，洋盾構(gòu)出了問(wèn)題后甚至還經(jīng)常出現(xiàn)廠商敷衍了事的情況。”顧建江說(shuō)，設(shè)計(jì)制造屬于自己的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是當(dāng)時(shí)中國(guó)所有隧道建設(shè)者的夢(mèng)想。
從1965年國(guó)內(nèi)第一條越江隧道建設(shè)算起，到2004年設(shè)計(jì)制造出第一臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)地鐵盾構(gòu)“先行號(hào)”為止，中國(guó)的隧道人拼搏近半個(gè)世紀(jì)；而從“先行號(hào)”的誕生到現(xiàn)在批量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大工程，他們又努力10余年。許多工程師、技術(shù)工人發(fā)奮圖強(qiáng)，最終卻因各種原因，壯志未酬、抱憾引退。
盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)制造為什么如此困難？這與其高技術(shù)含量、多學(xué)科交叉的復(fù)雜工藝的門(mén)檻有關(guān)。“盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)不只是一個(gè)機(jī)器，而是一個(gè)移動(dòng)式掘進(jìn)工廠，”顧建江說(shuō)，盾構(gòu)制造涉及土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等十多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，需要不同背景的技術(shù)人員交叉作業(yè)配合；此外，盾構(gòu)也是一種無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的現(xiàn)代機(jī)械，需要根據(jù)具體施工地質(zhì)環(huán)境設(shè)計(jì)量身定制。
顧建江表示：“當(dāng)時(shí)我們也想過(guò)要放棄國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)的研發(fā)。然而，自1965年建成中國(guó)第一條越江隧道――打浦路隧道以來(lái)，中國(guó)隧道建設(shè)領(lǐng)域的每一次技術(shù)飛躍技術(shù)都幾乎由隧道人引領(lǐng)。在國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)設(shè)計(jì)制造上，如果我們的團(tuán)隊(duì)退怯了，那么誰(shuí)又能擔(dān)當(dāng)起這個(gè)重任？我們有這個(gè)責(zé)任、有這個(gè)義務(wù)把中國(guó)人的盾構(gòu)造出來(lái)！”
2002年5月，經(jīng)過(guò)十余年的研究開(kāi)發(fā)，盾構(gòu)國(guó)產(chǎn)化終于取得了突破性的技術(shù)進(jìn)展，并正式被列入國(guó)家863計(jì)劃。由于國(guó)外廠商對(duì)于盾構(gòu)技術(shù)保密非常嚴(yán)格，公司既得不到任何的信息，也買(mǎi)不到任何的配件。“我們擠在十個(gè)平方米左右的小房間里，由于沒(méi)有好的設(shè)備，設(shè)計(jì)師只能將零部件一筆一筆畫(huà)出來(lái)的。從刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)等硬件系統(tǒng)到plc軟件系統(tǒng)，全部自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)完成，光是盾構(gòu)圖紙就有幾千張。”功夫不負(fù)有心人，2004年9月“先行號(hào)”盾構(gòu)樣機(jī)在上海誕生，實(shí)現(xiàn)了“從無(wú)到有”的突破，中國(guó)隧道人朝思暮想的盾構(gòu)夢(mèng)，就此成為現(xiàn)實(shí)。
2007年，“先行號(hào)”土壓平衡盾構(gòu)在上海地鐵二號(hào)線延伸段順利下線。2009年，我國(guó)首臺(tái)大直徑（11米以上）國(guó)產(chǎn)泥水平衡盾構(gòu)隧道“進(jìn)越號(hào)”于打浦路隧道復(fù)線成功運(yùn)用，在黃浦江底生生地打出一條寬闊的大道，完成了看似不可能完成的任務(wù)。“我們是盾構(gòu)人，和盾構(gòu)機(jī)一樣，我們只進(jìn)不退。”
“后退意味著什么？整個(gè)工程都會(huì)廢掉。我們發(fā)展過(guò)程中有挫折，有痛苦，但是絕沒(méi)有退堂鼓，這是盾構(gòu)人的責(zé)任所在。”顧建江這樣總結(jié)上海隧道的盾構(gòu)精神。
“方”“圓”智慧
“方圓”通常被中國(guó)人理解為處世的智慧，而在“盾構(gòu)人”看來(lái)，方圓之間的變化則體現(xiàn)著上海隧道以創(chuàng)新精神不斷刷新對(duì)新工藝的創(chuàng)制，地質(zhì)條件的掌握、環(huán)境保護(hù)的苛求和客戶(hù)需求的最大滿足。
那么，盾構(gòu)可以是方形嗎？
顧建江介紹：“上海隧道從90年代便開(kāi)始論證矩形盾構(gòu)是否可行，以前，是由于材料和科技的限制，我們只能造圓形的?，F(xiàn)在，我們又回到了方形，因?yàn)榉叫螌?duì)空間的利用最好。”矩形盾構(gòu)成為上海隧道的首創(chuàng)，在國(guó)內(nèi)外均無(wú)先例。
現(xiàn)在，顧建江作為總設(shè)計(jì)師建造的矩形盾構(gòu)將會(huì)在寧波地鐵三號(hào)線建設(shè)中應(yīng)用，20多年的設(shè)想不久將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)，也是中國(guó)第一次使用矩形盾構(gòu)施工的成功案例。
2014年4月，由上海隧道自主研發(fā)完成的世界最大斷面的矩形頂管隧道掘進(jìn)機(jī)在鄭州中州大道下穿隧道項(xiàng)目順利完成掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)首次長(zhǎng)距離、大斷面矩形頂管隧道施工。
中州大道在城市中的地位相當(dāng)于橫貫申城的黃浦江，中州大道隧道工程是鄭州市中心城區(qū)快速路系統(tǒng)的縱軸線，需穿越鄭州最繁華的cbd區(qū)域，如何將施工影響控制到最小是施工方需解決的難題。
為此，上海隧道針對(duì)該工程自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造了10.4m(寬)×7.5m（高）的世界最大矩形頂管機(jī)，在不封閉交通，不搬遷地下管線，不破壞街景的前提下，完成了全國(guó)首次110米長(zhǎng)距離矩形頂管穿越，并將地面沉降控制在3cm內(nèi)，為同類(lèi)施工創(chuàng)下了優(yōu)秀范本。
走出國(guó)門(mén)
上海隧道從1997年開(kāi)始走出國(guó)門(mén)，不斷承接了新加坡、印度等地的隧道建設(shè)項(xiàng)目。2011年，憑借優(yōu)異的性能和較高的性?xún)r(jià)比，上海隧道在采用英國(guó)bs標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的首臺(tái)國(guó)產(chǎn)復(fù)合型鉸接式土壓平衡盾構(gòu)國(guó)際競(jìng)標(biāo)中，打敗了日本、德國(guó)的老牌盾構(gòu)機(jī)械制造商，成功出口到新加坡，首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)裝備批量出口海外的杰出業(yè)績(jī)。
新加坡是對(duì)一個(gè)對(duì)施工標(biāo)準(zhǔn)和安全都有超高標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家，在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中拿到新加坡的訂單，是上海隧道綜合實(shí)力的體現(xiàn)，是對(duì)其服務(wù)和技術(shù)的肯定。
顧建江介紹：“我們根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖┕ぷ鳂I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新地在盾構(gòu)設(shè)備中安裝了空調(diào)，使得工人在地下深處也可以常溫下工作；反過(guò)來(lái)也促使我們?cè)趪?guó)內(nèi)的設(shè)備遵循同樣的標(biāo)準(zhǔn)，注重工人的工作環(huán)境。”
機(jī)械制造公司負(fù)責(zé)人表示：“外界總是誤以為我們是因?yàn)閮r(jià)格因素戰(zhàn)勝其他競(jìng)爭(zhēng)者，事實(shí)遠(yuǎn)非如此。我們?cè)诠こ躺线\(yùn)用了最先進(jìn)的技術(shù)，而其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手則無(wú)法解決客戶(hù)的需求，因此，是我們對(duì)施工技術(shù)的創(chuàng)新讓我們拿到了新加坡的訂單。”
此后，上海隧道的盾構(gòu)先后應(yīng)用到中國(guó)香港、印度等國(guó)家和地區(qū)，率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)批量出口，為全球各地城市建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
回顧從遭遇壟斷到如今出口國(guó)外的成就，顧建江感嘆：“上海隧道的盾構(gòu)有今天的成就，我們必須知其然，知其所以然，我們這一代的成功少不了老一輩盾構(gòu)人辛勤的付出，老一輩盾構(gòu)人面臨的環(huán)境比我們更加艱苦，他們的時(shí)間和技術(shù)的積累，讓我們一步步走到今天。”
對(duì)于盾構(gòu)行業(yè)的創(chuàng)新，顧建江幽默地解釋?zhuān)?ldquo;我們思想必須在最最解放，最最自由的狀態(tài)才能想出好的解決辦法。因此，我們鼓勵(lì)天馬行空式的想象。盡管條條大路都是通的，我們也不會(huì)斷然認(rèn)為坐直升飛機(jī)到人民廣場(chǎng)的想法是錯(cuò)的，我們尊重年輕盾構(gòu)人的個(gè)性和創(chuàng)新，只要能自圓其說(shuō)。”
創(chuàng)新，不止于上海隧道內(nèi)部，更在于引領(lǐng)中國(guó)的盾構(gòu)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展！
