四代盾构“机长”接力奔跑

2023-08-31 09:21:56 来源：人民网－人民日报海外版

中国在建最长高速公路盾构隧道——北京东六环改造工程隧道，于8月21日实现双线贯通，把一段六环路成功“藏”在了地下。

这一过程中，名为“京华号”的国产首台16米级盾构机是当之无愧的“明星”。自2021年5月始发以来，“京华号”盾构机历经24个月，完成7.4公里隧道掘进任务，并创造了单月进尺542米的掘进纪录。

(资料图片仅供参考)

“我们四代人18年接力奋斗，终于实现共同的梦想。”王虎然是“京华号”盾构机长，在他和师傅们——“四代机长”的共同努力和见证下，国产大盾构机实现创新飞跃。

从过去有什么装备干什么工程，到根据工程量身定制设备，从依赖进口到国产原创，“京华号”浓缩着一部筚路蓝缕的创业发展史。“四代机长”的接力传承，则是其中一个生动的注脚。

第四代盾构机长王虎然：

“虽然我的驾驶时速只有2米出头，但师傅说：放在过去算‘风驰电掣’了”

“我叫王虎然，今年25岁，是一名盾构机‘司机’。我的工作环境最深位于北京75米的地下，内容是修建北京东六环改造工程西线隧道。”

这段自述的主人公，正是中国第四代盾构机长王虎然。他的座驾，则是价值数亿元的国产最大直径盾构机“京华号”。每天在地面往来的人们难以想象，王虎然驾驶着盾构机在北京地下累计潜行了2年多，直到最近“京华号”破壁而出，标志着北京东六环改造工程西线隧道顺利贯通。

北京东六环改造工程隧道直径15.4米，最深处位于地下75米，是北京市埋深最大的地下隧道。要想让这台16米级的盾构机掘进7.4公里，把一段路“藏”到地下，好比用“擀面杖”绣花，放眼整个中国，也没人干过这件事。

完成这样一项超级工程，首先需要一台开挖直径达16米的超大直径盾构机。“相较常规直径、大直径盾构机，16米级超大直径盾构机的系统集成更复杂，其制造难度、施工难度和风险系数也呈几何式增长，一直是国产盾构机技术研发和推广应用的薄弱领域。”中铁十四局北京东六环项目有关负责人介绍。

在建设单位首发集团的组织下，中铁十四局集团凭借丰富的大直径盾构施工经验、穿越江河湖海城的技术积累和海量数据，联合中国铁建重工集团实施重点突破，量身打造“京华号”，并对整机的耐磨性和承压性进行重点设计。

2020年7月，王虎然毕业后进入中铁十四局工作。彼时，“京华号”正在工厂进行制造，王虎然在项目安排下前往工厂监造并全面了解盾构机工作原理。2021年5月，“京华号”盾构机顺利始发，经过一轮轮学习培训、实践操作，王虎然也迅速成为一名盾构机长。

成功掘进7.4公里的隧道，看似波澜不惊，实则背后困难重重。掘进过程中，需一次性长距离穿越高密实、强透水砂层，地上风险源密集，地下空间环境复杂，掘进控制因素多，这对新人机长王虎然来说并不轻松。

“师傅手把手地教，毫无保留地传授多年经验，这是我在驾驶室内从容操作的底气。”王虎然说。

这位年轻机长没有辜负众望。“京华号”从隧道破壁而出那一刻，证明了一切。“虽然我的驾驶时速只有2米出头，但师傅说：放在过去，那也算‘风驰电掣’了。”王虎然言语中透着自豪。

第二代、三代盾构机长孙旭涛、孙长松：

“从我们这儿开始，盾构制造和施工技术就牢牢掌握在中国人自己手中了”

王虎然的师傅是孙长松，中铁十四局北京东六环改造工程盾构经理，同样是90后，但已经有8年机长经验了。

“京华号”在掘进中要下穿55处风险源，这其中包含亚洲最大的城市地下交通综合枢纽、人口密集的商业区、京哈铁路等重点线路。面对每一处风险源，孙长松几乎是通宵达旦守在施工现场。“京华号”始发时，虽然办公室距离宿舍仅有不到200米，他还是在办公室放了个折叠床，困了就眯一会，醒了就继续盯着。

孙长松不仅当过盾构机长，还参与了“京华号”的研发。“可以说，这条隧道、这台设备，就像我的孩子一样。”孙长松说。

从与盾构机打交道开始，孙长松就跟随师傅的脚步，在武汉、常熟、北京等地多个项目上辗转。在苏通GIL综合管廊工程上，孙长松和师傅曾携手挑战全球首条特高压长江隧道施工难题。这次项目上，孙长松也迎来了自己的“机长首秀”。项目自盾构机始发掘进到贯通，用时14个月，日均掘进14.12米，月均417米，创造了当时世界大直径盾构隧道施工新纪录。整条隧道无一渗漏点，业内专家称赞此隧道是“国内现场管理最好、实体质量最优、建设进度最快的行业标杆工程”。

“从我们这儿开始，盾构制造和施工技术就牢牢掌握在中国人自己手中了。”孙长松记得师傅交代的这句话，早就暗下决心，一定要做出不一样的成果。

孙长松的师傅，正是第二代盾构机长孙旭涛，见证和参与了盾构技术从国外引进到国产的全过程。孙旭涛曾先后参与南京地铁10号线长江隧道、武汉地铁8号线过江隧道等工程的建设。在武汉地铁8号线越江隧道施工中，孙旭涛跟随团队在直径12米盾构机中首次实现了常压更换滚刀和刮刀，并在全世界首创“滚刀齿刀原位互换”的技术。他参与编写的《泥水盾构施工手册》成为盾构入门的教科书。

这一次，孙旭涛被任命为中铁十四局北京东六环项目负责人。要完成北京东六环项目打造世界性标杆工程的目标，对他是个不小的挑战。但迎难而上，从来都刻在盾构人骨子里，更是师傅的亲身教诲。

第一代盾构机长陈鹏：

“我来！”从零开始，推动中国大直径盾构施工技术从无到有、从弱到强

孙旭涛的师傅陈鹏，中国第一代盾构机长，曾经从零开始，带领中国盾构完成了“四穿长江”的壮举，并一路推动中国大直径盾构施工技术从无到有、从弱到强。

南京，是一代盾构机长梦想启航的地方。2008年1月，一座直径14.5米的长江隧道在南京开建，这是当时世界上第二大、全国最大直径水下盾构隧道，也是地质条件最复杂，技术难题最多、施工风险最大的工程之一，被称为“万里长江第一隧”。陈鹏是从全国调集来的建设者中的一员。

当时国内还没有自己的盾构机，只能高价从国外进口并接受不顺畅的售后服务。有一次，施工中出现盾构机掘进异常，陈鹏认为是刀具磨损了，但外国专家不认同，经过反复交涉，才同意进行常压换刀检查。常压换刀相当于人在潜艇内部把外面的东西拿进来，再把新的东西推出去，一旦操作不慎非常危险。

“我来！”年轻的陈鹏主动请缨。经过一番检查，发现刀具已经彻底磨没了，这证明了陈鹏和其他中方同事的判断。陈鹏和团队突破外国专家的压力，重新设计制造耐磨刀具，将盾构机性能提升5倍以上——原来的刀具一次最多掘进100米，新刀具能掘进500米。

“我们技术人员就一边施工一边摸索钻研，通过反复操作、维修、保养等，慢慢掌握了盾构施工的基本要领。”陈鹏说。

不仅如此，他们还先后完成30余项专题论证，申报专利15项，取得在高气压条件下修复刀盘刀具等诸多科研成果，填补了相关领域研究空白，同时获得“鲁班奖”“詹天佑奖”“国优金奖”。

长期以来，陈鹏打交道的多是进口盾构机，他一直期待着有朝一日能让国产盾构机完成一次具有突破性的重大“穿越”。这个愿望终于在北京东六环改造工程项目上成为现实。

作为中铁十四局大盾构公司总经理，2019年，陈鹏接到北京东六环项目任务。在他的带领下，填补国内空白的超大直径泥水盾构隧道同步双液注浆技术被研发出来，“京华号”在掘进过程中实现了地面沉降的毫米级控制，确保盾构施工对地面既有建筑零扰动，还创造了16米级盾构月掘进542米的世界纪录。

巧的是，陈鹏、孙旭涛、孙长松、王虎然，四代盾构“机长”在北京东六环改造工程上齐聚，共同助推“京华号”“掘进”了一段新的盾构里程。