解密国家科技进步奖项目——“异形隧道掘进机”

应用于蒙华铁路白城隧道的世界首台马蹄形掘进机

2019新年伊始，中国科技界的至高荣誉——国家科学技术奖揭晓，2018年度共有278个项目和7名科技专家得享殊荣。“异形全断面隧道掘进机设计制造关键技术及应用”获国家科学技术进步奖二等奖。

与很多获奖项目一样，“异形隧道掘进机”影响了国民经济和社会发展的多个领域，但是其自身又带有“神秘”气质，不为普通人所知。对此，记者通过对团队核心成员的采访，力图解密这一“不明觉厉”的项目。

异形掘进机的前世今生

火车隧道、地铁隧道、海底隧道、矿山隧道……我们的生活中处处可见隧道，可隧道是怎么开挖的呢？开挖隧道离不开掘进机，最常见的掘进机都是圆形的。如果施工遇到闹市区下穿隧道或是地铁出入口，受覆土厚度所限，“常规武器”圆形掘进机不便施展拳脚。2012年，郑州在市区建设下穿隧道时便遭遇了这一问题。要在闹市实施“开膛破肚”，需要占用场地进行围蔽，会造成交通拥堵、环境污染等一系列问题。

可不可以自主研发一种矩形掘进机？中铁工业旗下的中铁装备公司驻地在郑州，市场的倒逼，让时任中铁装备董事长的李建斌灵感迸发。“矩形掘进机是异形掘进机的一种，顾名思义，即开挖断面为矩形，其断面利用率大、覆土浅、施工成本低，比圆形掘进可提升空间利用率高达20%。”李建斌向记者解释，“如果说圆形掘是深埋地下的、适合长距离掘进的‘巨无霸’，那么异形掘进机就是埋深相对较浅的、短程掘进的‘小快灵’。”

2013年12月，世界上最大断面的矩形掘进机在中铁工业成功下线。2014年8月，中州大道顺利贯通，拥有自主知识产权的国产矩形掘进机先试先行成功。

“好的产品自己会说话。”该项目设计成员范磊说。它不仅吸引了国内十余个城市的市政公司参观考察，就连新加坡、以色列等海外客户也纷至沓来。

如今，中铁工业“异形掘进机大家庭”已经包含了矩形、马蹄形、U形等多个品种。异形掘进机的异军突起，已经成为中铁工业一张闪亮的创新名片。

解密国家科技进步奖项目——“异形隧道掘进机”

应用于海口地下管廊项目的U形掘进机

重大科技成果绝非朝夕之功

“科学研究有自身的规律，需要长期积累、坚持不懈，重大科技成果的出现也绝非朝夕之功。”李建斌说。

国产异性掘进机横空出世，很多人本能的反应就是怀疑，担心设备表现不好，甚至拒绝向外宣传该项目。矩形掘进机掘进的日子里，研发团队所有成员全部上阵，白天蹲点，晚上待命，遇到问题无条件赶到现场处理，确保掘进现场万无一失。

正如罗马不是一天建成的，每一个获奖项目背后都凝聚了科研人员多年的心血。据统计，2018年度国家科技奖获奖项目从立项到成果发表或应用平均时间为11年，其中，近一成的项目经历了超过20年的攻关和积累。

科技创新为企业发展提供“掘进力”

在国家科技奖励大会的颁奖台上，像中铁工业这样的企业正逐步成长为创新的中坚力量。数据显示，近年授予的科技进步奖通用项目中，企业参与完成的项目都保持在75%以上，牵头完成的达35%以上。

据中铁工业科技部部长赵振威介绍，近年来，中铁工业积极推动企业转型升级，在河南新乡打造目前国内最大的异形掘进机生产基地，做服务型制造企业，以新工法创造新市场，开发新产品满足国内建设市场需求。同时，中铁工业实现了异形掘进机产业化、品牌化，形成了系统化的设计制造方法与技术，掌握了浅覆土施工技术、多刀盘低扰动技术、异形管片拼装技术，这些都是领先世界水平。

“异形掘进项目能够登上我国科技界最高领奖台，说明我国异形掘进产业开始走向成熟，进入新的历史阶段，为未来产业的发展奠定了基础。”李建斌说。未来，中铁工业还将继续加大科研力度，提高创新质量，通过“精准创新”，助推产业升级，打造出更多的“中国名片”，为世界提供更多的“中国方案”。