全国政协委员、中国工程院院士杨华勇：行走大地探索未知

　　在新中国成立的70年里，一代代建设者们逢山开路、遇水架桥，不畏艰险、不甘人后，为国家前行贡献着智慧、汗水和力量，为新中国缔造了一个个人间奇迹般的超级工程，高级公路、高铁、地铁……种种交通设施纵横交错，连接着城市与乡村，人们的生活因此更加美好。

　　惟创新者强，惟创新者胜。装备制造业是一个国家制造业的脊梁，如果装备技术落后，许多重大工程就难以顺利开展。随着科学技术创新，我国掘进装备技术水平逐渐迈入了世界前列，大国重器开始走出国门，活跃在许许多多国际超级工程中，盾构机就是一个典型的代表。

　　梦想成线日，由中国铁建重工自主研制的一台直径11米级盾构机从上海启航，前往莫斯科参与地铁隧道挖掘施工，这是中国向欧洲出口的最大直径的盾构机。就在此前一个月，由中铁工程装备集团设计制造的两台土压平衡盾构机成功下线，也将出口丹麦，中国盾构机首次打入北欧市场。

　　“梦想的这一天终于来了！我们成为盾构技术强国，可以和发达国家并跑了。”前方捷报频传，全国政协委员、中国工程院院士、国家重大基础研究（973）项目首席科学家杨华勇难掩内心的振奋。这些年，他与铁建重工、中铁装备等单位精诚合作，使国产盾构机从无到有、从有到强，我们的祖国拥有了盾构机的自主知识产权。

　　在新中国建设的起步阶段，盾构机的需求慢慢的开始凸显了。上世纪60年代中期，在中央指示下，北京开始修建地铁一号线。由于没专业掘进设备，地铁隧道挖掘进度缓慢。得知这个情况后，周恩来总理指示科委立项生产盾构机。无奈当时的技术欠缺太多，尽管赶做出来一台样机，但在工作了100米左右后就停止了，12公里长、近10米深的隧道基本上全部依赖中铁建的前身——铁道兵战士夜以继日地进行人工挖掘。

　　“一台6.3米左右的进口地铁盾构机，从广州登陆5000万元人民币左右，一路北上，身价飙升，达到6000多万元。为此，一些企业只好买二手盾构。”杨华勇说，不仅如此，这一台台“天价”的机器，由于外方设置了技术壁垒，不允许中方参与设备维修，维修工时也取决于外方。外方派来的专家，是从飞机离开原地就开始计工时费，加上吃住用等费用，每天要花掉中国企业将近3000美金。板子打在施工企业的身上，疼到无法言语。

　　一页翻过，换了人间。如今，仅铁建重工和中铁装备两家企业的盾构产品，就批量出口到20多个国家。从进口盾构一统天下，到仅中铁装备一家公司年产盾构就能达到280台。盾构机成为继高铁后中国企业走出去的又一张“金名片”。失去了中国这个最大的出口市场，曾经遥不可及的发达国家的盾构机公司，或破产或被中国企业收购。

　　今非昔比。今年6月2日，在北京地铁中铁建的施工现场，国产“正阳一号”盾构机正在工作。这个庞然大物的启动，意味着贯穿北京城的“地下中轴线号线三期工程王府井到前门区开始掘进。从铁道兵到中铁建，不只是一个单位名号的更迭，更展示着大国奋进的嘹亮足音和坚强实力。与此同时，中铁建莫斯科地铁项目施工也在进行中，该项目是中国企业首次在海外市场实施大直径地铁盾构工程，在国际舞台上展示着中国机械工业的领先水平。

　　盾构机100多年前诞生于英国，德国、日本等制造强国后来居上。杨华勇曾在英伦学习流体传动及控制专业，但他第一次接触到盾构机还是在浙江大学的实验室里。

　　机器修好了。从那以后，杨华勇也与盾构分不开了，他成了隧道里的“急诊医生”，在全国工程现场奔波。而盾构机的昂贵和外方苛刻的条件也刺激了他，“我们要是有自己的盾构机，该多好啊！”他开始为国产盾构的论证奔走呼号，常常跑到北京，自掏腰包承担一切费用。苦口婆心说服一些高校和机构参与，但由于反对声太大，又没有经费，有些机构退出了。

　　在共和国的故事里，人们常常能听到科学家们的爱国情、赤子心。杨华勇并不孤单。正当他一筹莫展时，契机出现了。在得知各大城市都在用进口盾构后，“中国近代力学之父”钱伟长高瞻远瞩，看到未来盾构市场的巨大潜力，致信党和国家领导人，呼吁尽快结束大笔费用拱手让给发达国家，中国没有自己的隧道掘进机产业的尴尬局面。

　　2001年，科技部将盾构关键研发技术列入“863”计划，具体负责论证可行性的工作由杨华勇负责。杭州、上海、广州、北京……每个月，课题组都要变换地方做调研、开总结会。“照葫芦画瓢很简单，但我们的目标是掌握核心技术，做自主研发。”杨华勇说。盾构机的电液驱动和控制管理系统是核心关键部分，被称为盾构机的“心脏”。在最初的科研中，科学家们化整为零，团队中每个高校承担一部分难题，杨华勇承担的就是“心脏”部分。从拆德国旧盾构机做起，把液压和电控系统、刀盘一一改装。在夙兴夜寐研发出自主知识产权的盾构机的电液驱动和控制管理系统后，改装好的盾构机在上海地铁2号线延长线掘进试验成功。

　　随后，我国自主研发盾构机开始推进。以铁建重工和中铁装备集团为主要牵头企业，致力于盾构机的国产化和产业化。2007年，浙江大学杨华勇团队与中铁隧道集团、中铁工程装备有限公司等多家单位开展合作，推出第一台自主知识产权的复合盾构机“中铁一号”。中国中铁股份公司网站于2009年4月10日发布了一则消息，“中国中铁一号”盾构机地天津地铁三号线盾构工地成功始发，通过天津市建委组织的验收，标志着该台盾构机的各项技术指标和性能均达到国际领先水平。

　　一件事情成功后，回首向来萧瑟处，总是多有感触。杨华勇笑着说，感触最多的，可能就是那些“不相信”了——

　　在盾构机立项之初，一些基建专家不相信这个庞然大物能由中国科学家能做出来；“中铁一号”成功在河南新乡成功下线后，制造者们曾怀揣着这个“宝贝”邀请上级科技主管单位来验收，结果没人愿意来，他们不相信中国科学家能的能力；刚研发出的机器在国内外市场遇冷，客户不相信产品质量，没有人敢贸然发出订单……

　　在重庆、青岛等一些城市，隧道岩石多，普通盾构机已经满足不了这种地质结构， 硬岩掘进机应运而生。 2014年，中铁建自主研制的国产首台大直径全断面岩石隧道掘进机（敞开式TBM）在长沙成功下线。三年后，采用我国自主研制的首台TBM硬岩掘进机施工的国家“十三五”水利建设重点项目——吉林省中部城市引松供水工程总干线日贯通，为该项目按期在2019年年底建成通水奠定了基础。 此外，中国TBM还出现在国外的黎巴嫩供水、老挝水电站、伊朗引水等工程中。

　　凡是过往，皆为序章。眼下，杨华勇着眼于智能盾构的研究。“因为市场在中国企业手上，技术还要自己来开发引领。”盾构机在工作中遇上问题，司机需要做很多决策，因此司机的培养周期很长。未来，随技术进步，数据可以直接抵达总部办公室。“例如一个远在以色列特拉维夫的工地在盾构施工中遇上问题，工作人员不必要现场，在办公的地方就能做出辅助决策，还可以让机器人去换盾构机刀头。在未来，司机可以被部分替代或完全替代。”