南昌解锁“大国重器”盾构机

显示全部楼层 · 2025-2-13 16:11:22

“南昌造盾构机从无到有，投产至今已下线27台!其中13台走出江西，1台走出国门，2024年就有7台盾构机生产下线。”1月24日，回忆起国产盾构机“从0到1”的峥嵘往事，参与者和见证者肖俊祥心潮起伏。

盾构机研发涵盖机械、力学、液压、电气、传感技术等数十个技术领域，零部件多达数万个，仅一个控制系统就有2000多个控制点。

国产盾构机的发展历程，堪称我国现代科技逆袭的典型代表。目前，国产盾构机在国内市场占有率超90%，出口至世界30多个国家和地区。

2024年7月12日，防爆型土压盾构机“中铁1412号”在南昌轨道交通产业园顺利下线。这是南昌制造的最大直径(9.48米)盾构机，重量达到3000吨，自身长度加上拖动平台，总长达250米。作为我省首台出口海外的盾构机，其将被应用于意大利西西里二期项目铁路隧道工程建设，实现南昌制造“大国重器”走向国际市场的跨越。

“江铜一号”攻坚克难表现出色

1月23日，国内有色金属领域首台超小转弯半径TBM“江铜一号”，在贵溪市银珠山矿区铅锌银矿项目中完成了3050米的掘进任务，全线贯通顺利出洞。

盾构机是一种使用盾构工法进行地下隧道开挖建设的隧道掘进机，能在掘进的同时构建(安装)隧道之“盾”(指预制支撑性管片)，它的掘进过程，有别于敞开式施工法(比如明挖、沉箱和钻爆)。TBM是全断面隧道掘进机的简称，在国际上属于广义盾构机。而在我国，习惯上将用于土质地层的隧道掘进机称为(狭义)盾构机，将用于岩石地层的称为(狭义)TBM。

银珠山矿区掘进地质条件复杂，破碎带及断层的总长度近千米，受坡道坡度、超小转弯半径等因素限制，设备原有的出渣系统难以满足施工需求，极大地影响了掘进效率。项目团队经过深入研究与论证，采用超小转弯连续皮带机出渣的方案，攻克了“上陡坡、回头弯、破碎带”等一系列施工难题。

“江铜一号”的成功应用，不仅为银珠山矿区的开发提供了有力支持，更为有色金属矿山应用超小直径TBM项目积累了宝贵经验。

“江铜一号”的“娘家”，位于新建经开区的南昌轨道交通产业园，名为江西中铁工程装备有限公司(以下简称“江西中铁装备”)。正是它，为南昌解锁了“大国重器”盾构机产业。

“一定要造中国人自己的‘大国重器’”

1997年，原铁道部斥7亿元巨资，进口两台硬岩掘进机(TBM)，用于西康铁路秦岭隧道工程建设。

盾构机是被誉为“工程机械之王”的庞然大物，长达数十米至数百米不等，重达数百吨到数千吨，制造过程中涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科。之前，我国使用此类机械只能依赖进口，一台要价动辄数亿元。

“机器维修时长按分钟计算，费用高昂；保养时中方不能参与，进度无法控制……关键技术受制于人，就没有话语权。”这样的情形令肖俊祥记忆深刻。

2003年7月，时年23岁的肖俊祥从华东交通大学机电一体化专业毕业，入职中铁隧道股份新乡机械制造公司。学徒第一年，他在广州地铁3号线工程施工中操作盾构机，“记得是外国盾构机，界面都是英文。”凭借专业素养和勤奋，肖俊祥很快摸清了盾构机的“脾气”。

这名来自抚州临川的农家子弟，形容传统施工和盾构机隧道施工的代差，“就像镰刀和联合收割机的差别。”

对于正在高速发展的中国来说，因为铁路、公路、水利、地铁、海底隧道等大量基础设施的建设，对盾构机的需求占到全球60%以上，但德、美、日、法等国垄断了盾构机的技术和市场。自主研发生产盾构机，成为摆在中国面前的唯一出路。“一定要造中国人自己的‘大国重器’!”，成了最早一批使用国外盾构机的中铁人的梦想。

2001年，由中铁隧道股份新乡机械制造公司承担的“关于隧道掘进机关键技术的研究”被正式列入国家“863”计划。2002年10月，中铁“筑梦之队”盾构机研发项目组正式成立。

项目组成员以年轻人为主，基本上是液压、电气、机械制造三个专业毕业的大学生。2004年，由于科班出身、有操作经验，肖俊祥幸运地加入“筑梦之队”。

盾构机的“五脏六腑”长啥样？“大脑神经”怎样运作？没有技术，没有指导，一切从零开始。为搞清楚盾构的基本原理，大家在盾构机施工现场跟班作业，逐渐熟悉和了解盾构机的工作状态、工作原理。使用和设计制造是两个概念，当时所有的技术和理念都是盲区，有时为了印证研发数据，项目组需要不断前往施工现场求证。“加班和熬夜是家常便饭，通宵达旦地干也是常事。”肖俊祥回忆。

梦想要照进现实，遇到的最大困难是刀盘设计。没有人清楚刀盘设计、刀具布置到底与地质是什么关系？为找到明确的解决方案，项目组一方面潜心研究，一方面采取“走出去、请进来”的方式，派人出去学习，请老师上门讲课，与高校联合攻关，解决了一个又一个基础理论问题，攻克了一个又一个难点。

盾构机属于定制产品，每台都需要根据地质情况进行个性化研发，尤其是刀盘和刀具，有时花费一两个月时间，也找不到最佳方案。研发人员从不放弃，有时为了一个设计，彼此间吵得脸红脖子粗，但大家有一个共同目标：一定要生产出最安全最可靠的盾构机。

2007年，项目组在关键核心技术方面取得突破，研制出具有自主知识产权的盾构机控制系统模拟检测试验平台并投入使用。在关键部件和系统研发取得重要突破的基础上，项目组开始进行整机研制，再次得到上级部门的全力支持。

2008年4月25日，经过无数科研人员的共同努力，我国首台自主研发的复合式土压平衡盾构机“中国中铁1号”，在位于河南新乡的中国中铁隧道集团盾构产业化基地下线，填补了我国在复合盾构机制造领域的重大空白。

自2009年起，随着我国基建市场的蓬勃发展，盾构机市场发生了惊人的逆转。2009年2月，“中国中铁1号”在天津地铁3号线营口道站顺利始发，打破了“洋盾构”一统天下的局面，也拉开了盾构机国产化、产业化发展的序幕。4个月后，天津地铁3号线营口道至和平路段盾构区间右线顺利贯通，地面沉降控制在3毫米以内。

“有幸参与、见证这一历史进程，是我迄今为止最为自豪的一件事情。”往事历历在目，肖俊祥依然情难自禁。

“南昌造”一出生就风华正茂

谁能想到，南昌有朝一日也能生产盾构机？

过去，南昌市地铁建设项目所需的盾构机全部依赖省外引进，本土企业的参与度极低。随着南昌市前瞻性布局轨道交通全产业链，致力于打造南昌轨道交通产业园，这一局面发生了根本性变化。

2021年12月8日，中铁工程装备集团有限公司与南昌轨道交通集团产业园管理有限公司合资成立江西中铁工程装备有限公司，建设盾构机生产基地，这是南昌轨道交通产业园对装备制造、建筑施工、智能运营、设计研发进行“1+4”产业布局的首个标志性重大、重点项目。

2022年4月，江西中铁装备正式投产。依托中铁的技术、产业优势和南昌市的政策优势，“南昌造”一出生就风华正茂。

2022年6月29日，首批3台南昌造“大国重器”——“昌盛一号”“昌盛二号”“先锋一号”盾构机下线。

这批盾构机首次搭载智能化驾驶系统、隧道三维扫描系统、壁厚注浆质量监测系统、管片变形监测系统等新工艺。“之前，大部分技术都是从外地引进，南昌本土企业、本土装备的参与度不高。这次下线的盾构机，实现了南昌地铁盾构机在南昌企业生产制造，用南昌企业制造的装备来建设南昌地铁，这是重大突破。”南昌轨道交通集团产业园管理有限公司负责人告诉记者，新工艺、新技术的运用，将进一步提升隧道施工的安全、环保、效率水平，推动南昌市智能制造向高端攀升。

“南昌地铁1号线和4号线建设过程中，盾构机都是从省外运送过来。由于体量比较大，运输存在困难。”江西中铁装备生产技术部部长董雨畅表示，盾构机实现本土化制造后，节约了大量运输成本，带动了本地制造企业转型升级，促进本土供应链发展，进一步提升了重型装备的生产能力。

2022年7月31日，“昌盛一号”和“先锋一号”盾构机，分别于南昌地铁1号线延长线蛟桥站、瑶湖东站顺利始发。

首批“南昌造”盾构机投入使用，开创了我省轨道交通装备制造的先河，不仅为南昌轨道交通建设节约成本投入，还大幅提升设备进场效率。其中，“昌盛一号”盾构机从进场组装到调试完成仅用时12天，并一次性通过始发条件验收，将节点工期提前近10天。

江西中铁装备为南昌地铁项目建设注入新的动力，基地连续为1号线(北延、东延)、2号线(东延)项目建设提供13台盾构机，施工效率大为提升。

2025年1月，南昌地铁传出好消息，三条延长线已进入全面系统联调联试阶段，正向着6月底前开通试运营目标稳步推进，这比计划工期提前整整半年。

从1到无穷，我们永不停步

“我们已经实现了从0到1的突破，正走在从1到无穷的路上。”作为当年中国造盾构机的研发者之一，肖俊祥多年以后被中铁装备派回南昌，担任江西中铁装备副总经理，目前是该项目的负责人。谈及“大国重器”的过去、现在和未来，他有无限感触。

记者：“南昌造”盾构机取得了哪些成绩？

肖俊祥：江西中铁装备自2022年4月投产后，“南昌造”盾构机可谓“下饺子”般下线，先后生产了27台盾构机。其中13台走出江西，在广东、湖南、福建等地的工程建设中大展身手；另有1台出口意大利。

记者：南昌市对盾构机项目有何支持？

肖俊祥：支持是全方位的。在落户初期，南昌市便为我们争取到了大额的授信额度，并推动企业与高校合作，共同攻克技术难题。比如，与南昌大学、华东交通大学开展校企联合，瞄准盾构机智能掘进技术领域，进行省级重大专项技术攻关，努力实现盾构机无人掘进、无人驾驶的目标。

此外，南昌市还出台一系列促进工业经济发展的政策措施，并开展科技体制改革三年攻坚行动，为盾构机等高端装备制造业的发展提供有力的政策保障。这些措施不仅提升了企业的生产效率和技术水平，还进一步增强了南昌轨道交通产业的市场竞争优势。

记者：随着南昌地铁施工渐入尾声，下一步有什么计划？

肖俊祥：“江铜一号”完成掘进任务顺利出洞，充分证明了江西矿山工程建设领域适用硬岩TBM工法施工，这对促进江西矿山巷道建设高质量发展意义重大。江西有色金属矿藏丰富，这也正是我们的蓝海——让采矿业用上高水平的“南昌造”盾构机。同时，我们要全面进军国内外综合管廊、抽水蓄能市场，进一步树立“江西制造”的品牌形象。全媒体记者吴志刚