1997年,中国打算开挖秦岭18公里隧道,遭到了德国的漫天要价。

两台盾构机要价7亿!

这个东西值那么多钱吗?显然不值。

但我们有能力拒绝吗?没有。

别说是两台盾构机要价7亿,就算是一台要7亿,我们也只能硬着头皮买下来。

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因为当时德国盾构机走在世界前列,而我国想要发展基建,必须要用到这个大家伙,相当于被别人捏住了技术命脉,不服都不行。

那怎么办呢?难道就要乖乖花费天价,每年从国外进口盾构机吗?

当然不是。

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聪明勤劳的中国工程师们,从来不会认输。

1997年,我国完全没有能力造出盾构机,只能从美国和德国进口,到了如今,我国通过不断攻坚克难,自主研发,完全掌握了先进的盾构机技术,现如今全世界每10台盾构机,就有7台来自于中国,国内使用的盾构机95%都出自国产,我们打了一场漂亮的翻身仗。

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时至今日,美国的盾构机每小时的速度能达到3.6米,德国的能达到6米,我国已经断崖式领先,我国到底能达到多少呢?

从当初远远落后到现在成为王者,我国付出了多少努力呢?

01:什么是盾构机?为什么它这么重要?

提到盾构机,很多人可能会一头雾水,这是什么东西呀?为什么这么值钱?

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接下来我们就来简单解释一下盾构机的原理,以及它的重要性。

现在国内外想要发展基础建设都离不开挖隧道,你是不是还以为,挖隧道就是无数工人深入地下,一铲子一铲子地把土给挖开?

这已经是最原始的挖掘线路了,事实上现在国内外挖隧道,使用的都是最先进的盾构机。

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顾名思义,盾构机就是由前面的“盾”和后面的一系列结构组成的,我们也可以理解为,它既可以向前挖掘隧道,又可以支撑起隧道不坍塌,避免了工人低效率的劳动以及不可预知的危险性。

那么,盾构机是怎么工作的呢?

简单来说,用于挖掘地铁隧道的盾构机的直径大约在6.5米左右,长度约100米,盾构机的前面是由无数个巨型刀片组成的快速旋转的刀盘,它们由坚硬的钨钢合金材料制成,削铁如泥,用来挖隧道简直不在话下。

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盾构机的后面是一条长长的圆柱形结构,就像是一条蛇一样蜿蜒前进。

可别小看了这种构造,里面一般有48根、6组的液压千斤顶帮它“撑腰”。

盾构机开始工作之后,前面的刀盘就会迅速切割地下的泥土和岩石,而后将其送入后面的圆筒结构之中,圆筒结构之中,无数个千斤顶就可以良好地支撑起整个隧道,避免发生隧道坍塌的事故。

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这个过程基本上不需要普通的工人,只需要工程师在里边操作即可,节省了人力物力,同时也增加了效率。

盾构机的工作效率有多高呢?举个例子我们就知道了,我们上文提到,1997年我国为了挖隧道,不惜花费7亿从德国进口两台盾构机,这可是1997年的7亿啊,相当于现在的几十亿了。

而且一个冷知识,盾构机并不像我们日常看到的大型机械一样,是可以重复使用的。

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因为每个隧道的高度、深度等方方面面的要求都不同,每一台盾构机都是为隧道量身打造的,换言之,即便是我们花几亿买来的盾构机,也是一次性产品,用完了就只能搁置。

但即便如此,我们打碎了牙往肚子里咽,也要买这两台盾构机,就是因为它们太好用了,如果用工人来挖隧道的话,当时的工期至少要在五年以上,但用上这两台盾构机之后,只用5个月就可以完成所有工作,而且能最大程度减少意外事故。

科技不断发展,传统的劳作方式早已被淘汰,一个国家想要提升基础建设能力,势必要用盾构机这种先进的仪器来代替人工。

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换言之,虽然盾构机很贵,但它能极大的节省时间和成本,综合算下来,使用盾构机才更划算。

而且在当时,盾构机的操作以及设计十分复杂,我国当时根本没有能力制造出独立的盾构机。

一个盾构机的精密零部件超过3万个,单单一个控制系统就有2000多个,说它是高精度的大型精密仪器也不为过。

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上个世纪90年代,美国、德国、日本率先开始了盾构机研究,其中德国遥遥领先,这也是他们敢狮子大开口向我们要价7亿的原因。

但也是恰恰是这次沉重的教训,让我国的科研工作者痛定思痛,决心彻底钻研盾构机技术。

2002年,国家将盾构机研究列入“863”计划,从此盾构机就成为了我国经济发展中的重点工程。

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这期间,经过无数科学家夜以继日的钻研,努力实践,最终在2020年,我国终于破解了盾构机的所有技术难点,实现了盾构机的完全独立自主开发,这对于我国基础建设技术来说,是里程碑式的一幕。

我们再也不用看西方国家的脸色了,我们已经有能力造出属于自己的盾构机。

02:我国盾构机技术的发展成果

上个世纪90年代,德国、日本、美国是当之无愧的盾构机巨头,所以它们总是趾高气昂、居高临下地向我国漫天要价。

正所谓:落后就要挨打。

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那个时候我们没有独立的盾构机技术,只能看他们的脸色,但是现在不同了,我们不止已经实现了对于它们的赶超,而且遥遥领先,连他们都要乖乖向我国学习先进的盾构机技术。

中铁装备董事长卓普周说: “盾构机,实际上是中国人的‘争气机’!”

到2020年,中国盾构机技术实现完全自主化,相信每一个中国人都为之感到自豪,这就是中国人骨子里的不服输、勇往直前的精神!

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到目前为止,我国研究的盾构机已经占据了国内95%的市场,在世界盾构机市场中也占据了70%的份额,剩下的百分之30由美国、德国、日本来瓜分,他们根本没有资格和我国相比了。

2019年2月23日,中国研究了两台盾构机顺利交付日本西松建设公司,用于新加坡地铁6号环线C882项目。

消息传入国内之后,无数科研工作者为之兴奋,估计日本盾构机大厂要哭晕在厕所里,这意味着我国已经全面赶超德日美,甚至已经占领了它们的市场。

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2022年,中国盾构机市场规模约为276亿元人民币,同比增长14.05%,预计到了2025年,将增加到400亿人民币,可以预见,以后盾构机又将是我国又一大技术宠儿。

截止目前,美国盾构机的挖掘速度最大可到3.6米,德国是6米。而中国的速度可达到6~10米。

在这方面中国也已经赶超德国和美国,以后相信通过无数科研工作者的努力,我国盾构机技术将实现高速度、高质量,市场份额进一步提高。

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到那时,就是我国掌握盾构机话语权的时候了。

参考资料
[1]央视财经《从零起步→世界领先!这一“国内最大”,开始掘进→》20240902
[2]中国建设报《国产盾构机从无到有、从有到优 大国重器筑通途》20240522
[3]科技日报《特稿丨此前世界范围尚无研制先例,我国成功攻克→》20240827
[4]纪录片《超级工程2》
[5]光明网《全球每10台,7台来自中国!》20231222