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浙江大學攻克盾構(gòu)機設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù) ——

“掘進”路上攀高峰

發(fā)布時間:2024-06-20 作者:本報記者 蔣亦豐 通訊員 方能 來源:中國教育報

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

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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 

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