2009年全国“两会”期间,中国工程院院士、隧道及地下工程专家王梦恕,在北京遇到中信重工董事长任沁新:“有没有信心干中国自己的硬岩掘进机?”
“用自己的设备有效开发和利用地下空间”是王梦恕的梦想,“引领高端装备制造业”是任沁新的期望,两人一拍即合。
其实王梦恕不是突发奇想,他知道,中信重工拥有一批“全球稀缺”的装备制造资源、有一支高水平的技术研发团队,尤其难得的是,中信重工“雪藏”了一支优秀的工人技师队伍。这些一定能够让他梦想成真。
院士的中国掘进机之梦
“未来中国铁路要大发展,从现在的10万公里发展到20几万公里,隧道的比例很大。同时,高速公路虽已基本饱和,但一级和二级公路的大修和改建必然伴随着大量隧道出现,加上地下工程、地下管道,硬岩掘进机的覆盖范围是非常广的。”王梦恕心里有笔硬岩掘进机的账。
硬岩掘进机(TBM)是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道、地下工程开挖成套设备,具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、不受外界气候影响等施工优点,是目前岩石隧道掘进和地下空间利用最有发展潜力的机械设备。国际上TBM已广泛应用于水利水电、矿山、交通、市政、国防等工程中,技术十分成熟。
而令王梦恕不安的是,国内工程在用的硬岩掘进机多数是从国外进口的, “一台进口掘进机要1个亿。”摆脱国外垄断,拥有自主知识产权的掘进机是他的“中国梦”。
面对前来见证试车的同行们,王梦恕毫不吝啬地夸奖着“自己的孩子”:“中信重工强强联合煤炭科工集团上海研究院研制的直径5米敞开式无轨运输硬岩掘进机具有世界领先水平,价格仅为进口同类产品的1/2。它运输、安装更加方便,敞开式保证了作业过程中可以做到及时支护,防止掘进后的变形,"无轨"设计使该装备成为一个工具,作业现场无需铺设钢轨,降低了工程造价。”
王梦恕提出,现在中国大概有7000多公里公路隧道在修建,需要大量硬岩掘进机,而且今后的隧道施工将采用小掘进机掘进为主、钻爆法为辅的施工方法,新方法预计可实现月均施工由原来的300米提高到600米。另外,城市地下排水工程的施工将来也要用到这种掘进机,中信重工对我国地下掘进工程的发展起到了很大的推进作用。
来自总参工程兵第四设计院的中国工程院院士周丰峻说,这台掘进机重量轻、效率高、成本低,在结构、功能、支护等方面的设计有很多独创的地方,代表了中国人的智慧,非常符合国情。它的简洁设计使它能够应用于过江隧道,这在过去是一个难点,需要很多设备同时作业,但今后只要把防坍塌和防水工作处理好,这样一台机器就可以完全胜任,这在国际上也是一个大胆的设计。
有了“金刚钻”才能揽得“瓷器活儿”
试车现场看到王占军站在人群中远远的望着自己的作品。回想起5年前接受研制硬岩掘进机任务时的情景,中信重工矿研院总设计师、教授级高工王占军百感交集:“那时真是一无所有!”
国内隧道施工现场作业的绝大部分掘进机都是进口设备,老外对中国技术封锁,王占军他们没有任何可供参考的图纸资料;掘进机集钻凿、掘进、支护于一体,使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控,对设计者来说,行业跨度极大。
学机械制造出身的王占军唯有带领他的研发团队,深入到山岭隧道第一线学习、取经。
中天山、西秦岭的沟沟坎坎留下了王占军他们的足迹,戈壁荒滩上没有路,他们就开着越野车循着载重卡车轧出的车辙前行。
研发过程虽然艰辛,但这个团队拥有一个强大支撑。作为全球领先的重型装备制造商和服务商,中信重工近些年实现了快速发展,他们在采掘、破碎、回转等大型设备上的雄厚技术积淀以及“全球稀缺”的制造优势,再加上中信重工CAE应用研究所引进的世界先进计算机模拟软件助力,大大缩短了硬岩掘进机的研发制造周期,极大提高了掘进机设备关键部件的质量。
王梦恕一直赞不绝口的还有中信重工的技师团队。“再好的设计图出来了,如果没有优秀的技师进行工艺设计,产品也出不来。”
俗话说,没有那金刚钻,就别揽那瓷器活儿。5年前,任沁新之所以能接了王梦恕的招儿,是因为他心中有底儿,这底气不仅来自多年积累的装备资源,更来自于梯队式的人才储备。
中信重工目前已经建立了10名工程院院士和3名在各科学研究领域有卓越建树的专家组成的院士专家顾问委员会,同时拥有15名在公司关键技术岗位领军的首席技术专家。而这个人才金字塔的坚实底座恰恰是一大批国内少见的高水平技师。
“在德国优秀的技师比科研人员薪酬高。”王梦恕非常欣赏中信重工实施“金蓝领”工程,培养高技能等级工人队伍的高瞻远瞩。
“设计图有了,技师做不出来。”对于目前国内制造业普遍存在的问题,王梦恕并不讳言。中信重工“金蓝领”工程为技术工人设立了11个阶梯式技能等级,即1—8级工、技师、高级技师、大工匠,通过高技能人才培养体系和制度化的激励保障机制,畅通了一线工人成才发展的上升通道。
在中信重工,大工匠收入结构中的技能工资部分,按每月5000元的标准发放。他们还建立大工匠工作室,组建创新工作团队,为其发挥更大作用提供最好平台。
中信重工梦圆中国硬岩掘进机
中国铁路建设总公司隧道专家唐国荣说,“我看到中信重工试车的TBM后,对中国TBM事业充满信心。我参观过国外许多TBM专业制造厂家,但觉得他们的装备水平无法与中信重工相提并论,融设计、制造、装配一体化是中信重工的优势。目前中国在建铁路的隧道长度达6000公里以上,加上规划的铁路,足有1万公里,希望中信重工在中国广阔的铁路隧道掘进领域发挥自己的作用”。
王梦恕也曾鼓励科研人员说:“你们要进一步完善配套,打造出真正过硬的产品,形成产业化后,一年生产100台,我也能帮你们卖出去。”
此次成功试车的直径5米敞开式无轨运输硬岩掘进机主要应用于级以上稳定围岩的铁路、公路、地铁隧道以及引水工程隧道施工。设备总长约200米,总重约800吨,可实现最小水平转弯半径235米,适应隧道最大坡度9°,一个掘进行程为1.5米,刀盘最大推力达9000千牛。
根据有关规划,预计在未来5到10年间,硬岩掘进机的市场需求应在500—800台,销售额应不低于500亿元人民币。
南水北调西线工程开工,大量的山岭隧道需要建设;新疆地区建设引水工程,正在筹划开凿四五百公里的穿山隧道;福建等地山区的高速公路也正纷纷上马……
“没有中国掘进机打不通的隧道。”这既是王梦恕的中国梦,也是中信重工人的“硬岩掘进”梦。

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