團隊通過持續(xù)科研攻關(guān)攻克了盾構(gòu)裝備自主設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化，推動中國在隧道掘進裝備領(lǐng)域從“跟跑”向“并跑”和“局部領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變

    ■科技創(chuàng)新 教育力量·高?？萍紕?chuàng)新成果巡禮

高速公路通車里程世界第一，高速鐵路通車里程世界第一，城市軌道交通運營里程世界第一，中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平不斷提升的背后，國產(chǎn)盾構(gòu)機功不可沒。盾構(gòu)機被稱為“工程機械之王”，是交通、水利、國防等領(lǐng)域重大工程建設(shè)的核心裝備?！澳壳拔覀冏灾髟O(shè)計制造的盾構(gòu)機全球占比超70%?！比涨?，浙江大學工學部主任、機械工程學院學科負責人楊華勇院士在接受記者采訪時自豪地說。

但是，在2008年以前，盾構(gòu)機的關(guān)鍵技術(shù)被國外壟斷，國內(nèi)施工使用的盾構(gòu)機幾乎全部依賴進口，價格昂貴且維修不易，中國企業(yè)只是擔當了“施工隊”與“整機裝配隊”的角色，一遇到問題只能干著急。

上世紀90年代后期我國開始進口二手與個別的新盾構(gòu)。楊華勇回憶，當時盾構(gòu)機核心技術(shù)與產(chǎn)品完全受制于人，被“卡脖子”的滋味很不好受。德國生產(chǎn)的刀盤直徑為6.3米的地鐵新盾構(gòu)要6000萬元的天價，我國只能進口二手盾構(gòu)以應對工程施工的需求。

2001年，楊華勇開始接手盾構(gòu)的技術(shù)論證，正式開始了“掘進”技術(shù)壁壘的征程。

兩年間，楊華勇團隊深入實地調(diào)研，有些隧道工程施工現(xiàn)場位置偏僻，到達現(xiàn)場需轉(zhuǎn)乘交通工具5次以上；不少工地條件艱苦，沒有通訊工具，洗澡水限時限量使用。

在如此艱苦的條件下，楊華勇帶領(lǐng)產(chǎn)學研用團隊針對盾構(gòu)裝備失穩(wěn)、失效和失準三大國際難題，開始了夜以繼日的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。終于在2004年團隊研發(fā)出被認為是盾構(gòu)“心臟”的液壓驅(qū)動和控制系統(tǒng)，這也是被國外技術(shù)封鎖最嚴的部分。

面對取得的成就，團隊成員乘勝追擊。2008年，楊華勇帶領(lǐng)產(chǎn)學研團隊研制出國內(nèi)首臺復合盾構(gòu)，在天津地鐵3號線營口道——和平路標段的地下隧道掘進中率先“嘗鮮”。施工過程中幾乎檢測不到地表沉降。樣機的掘進性能與速度，達到甚至優(yōu)于同時掘進的另一臺進口盾構(gòu)機。

經(jīng)此一“戰(zhàn)”，國內(nèi)施工企業(yè)開始追著國內(nèi)盾構(gòu)機廠家下訂單，國產(chǎn)盾構(gòu)機批量生產(chǎn)就此起步。2012年，楊華勇牽頭完成的“盾構(gòu)裝備自主設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”獲國家科學技術(shù)進步獎一等獎。迄今，中國盾構(gòu)機已累計生產(chǎn)超4000臺，全球市場份額占比超70%，銷售與應用范圍遍及全球四大洲40多個國家，直接經(jīng)濟效益超2500億元以上，帶動隧道建設(shè)相關(guān)投資超4萬億元。

楊華勇帶領(lǐng)產(chǎn)學研團隊實現(xiàn)了中國在隧道掘進裝備領(lǐng)域從“跟跑”向“并跑”和“局部領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變，下一步，楊華勇正針對當前該行業(yè)國際共同面臨的隧道掘進裝備智能化難題，帶領(lǐng)團隊突破智能設(shè)計、智能制造和智能運維等關(guān)鍵技術(shù)，以引領(lǐng)該行業(yè)全球未來的發(fā)展。

楊華勇不僅帶領(lǐng)團隊引領(lǐng)盾構(gòu)未來技術(shù)的發(fā)展，奮力實現(xiàn)“基礎(chǔ)理論與方法創(chuàng)新—關(guān)鍵技術(shù)突破—核心基礎(chǔ)件與系統(tǒng)研制—整機技術(shù)創(chuàng)新—相關(guān)行業(yè)輻射應用”的全鏈條、全方位整體性突破，還作為一名培養(yǎng)中國“盾構(gòu)鐵軍”的好導師，在日常課程和對學生的指導中，用心用力用情凝聚了一支專注科技創(chuàng)新的鐵軍隊伍，吸引近百名優(yōu)秀青年學成歸國建功，投入到以國產(chǎn)盾構(gòu)為代表的大國重器研發(fā)與推廣應用中。

立德樹人是高校教師的立身之本。楊華勇積極參與本科生科研訓練計劃，將自己的科研成果作為鮮活教材開展實踐育人，發(fā)掘和培育盾構(gòu)事業(yè)后備人才?！胺浅８兄x楊華勇老師對我們的指導，盾構(gòu)機原理樣機的制作過程也教會了我如何解決問題和應對挑戰(zhàn)?！闭憬髮W機械工程學院2020級本科生馮厚斌說，“不斷的學習和嘗試讓我明白，面對困難，堅持不懈和積極探索是取得突破的關(guān)鍵。”

正如楊華勇所說，面向國家重大需求，“在一些領(lǐng)域瞄準未來關(guān)鍵技術(shù)，找到突破點，以便在若干年后引領(lǐng)發(fā)展”。目前，楊華勇研究團隊已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表數(shù)百篇高水平學術(shù)論文，帶領(lǐng)團隊榮獲“全國高校黃大年式教師團隊”“全國工人先鋒號”等榮譽。

楊華勇說：“未來，我國城市尤其是中心城市地下空間開發(fā)的規(guī)模會越來越大，我相信下一代盾構(gòu)技術(shù)也會打上中國烙印，中國一定會成為國際智能盾構(gòu)技術(shù)與裝備的風向標?！?/p>

《中國教育報》2024年06月20日第1版