9月28日,站在中信重工敞開式無軌運輸硬岩掘進機試車現場的王夢恕十分激動,“今天,中國擁有了自主知識產權的硬岩掘進機,這將打破國外在該領域的技術壟斷,引領國內掘進機產業發展”。
2009年全國“兩會”期間,中國工程院院士、隧道及地下工程專家王夢恕,在北京遇到中信重工董事長任沁新:“有沒有信心幹中國自己的硬岩掘進機?”
“用自己的設備有效開發和利用地下空間”是王夢恕的夢想,“引領高端裝備製造業”是任沁新的期望,兩人一拍即合。
其實王夢恕不是突發奇想,他知道,中信重工擁有一批“全球稀缺”的裝備製造資源、有一支高水平的技術研發團隊,尤其難得的是,中信重工“雪藏”了一支優秀的工人技師隊伍。這些一定能夠讓他夢想成真。
院士的中國掘進機之夢
“未來中國鐵路要大發展,從現在的10萬公裏發展到20幾萬公裏,隧道的比例很大。同時,高速公路雖已基本飽和,但一級和二級公路的大修和改建必然伴隨著大量隧道出現,加上地下工程、地下管道,硬岩掘進機的覆蓋範圍是非常廣的。”王夢恕心裏有筆硬岩掘進機的賬。
硬岩掘進機(TBM)是集機械、電子、液壓、激光、控製等技術於一體的高度機械化和自動化的大型隧道、地下工程開挖成套設備,具有自動化程度高、施工速度快、節約人力、安全經濟、不受外界氣候影響等施工優點,是目前岩石隧道掘進和地下空間利用最有發展潛力的機械設備。國際上TBM已廣泛應用於水利水電、礦山、交通、市政、國防等工程中,技術十分成熟。
而令王夢恕不安的是,國內工程在用的硬岩掘進機多數是從國外進口的, “一台進口掘進機要1個億。”擺脫國外壟斷,擁有自主知識產權的掘進機是他的“中國夢”。
麵對前來見證試車的同行們,王夢恕毫不吝嗇地誇獎著“自己的孩子”:“中信重工強強聯合煤炭科工集團上海研究院研製的直徑5米敞開式無軌運輸硬岩掘進機具有世界領先水平,價格僅為進口同類產品的1/2。它運輸、安裝更加方便,敞開式保證了作業過程中可以做到及時支護,防止掘進後的變形,‘無軌’設計使該裝備成為一個工具,作業現場無需鋪設鋼軌,降低了工程造價。”
王夢恕提出,現在中國大概有7000多公裏公路隧道在修建,需要大量硬岩掘進機,而且今後的隧道施工將采用小掘進機掘進為主、鑽爆法為輔的施工方法,新方法預計可實現月均施工由原來的300米提高到600米。另外,城市地下排水工程的施工將來也要用到這種掘進機,中信重工對我國地下掘進工程的發展起到了很大的推進作用。
來自總參工程兵第四設計院的中國工程院院士周豐峻說,這台掘進機重量輕、效率高、成本低,在結構、功能、支護等方麵的設計有很多獨創的地方,代表了中國人的智慧,非常符合國情。它的簡潔設計使它能夠應用於過江隧道,這在過去是一個難點,需要很多設備同時作業,但今後隻要把防坍塌和防水工作處理好,這樣一台機器就可以完全勝任,這在國際上也是一個大膽的設計。
有了“金剛鑽”才能攬得“瓷器活兒”
試車現場看到王占軍站在人群中遠遠的望著自己的作品。回想起5年前接受研製硬岩掘進機任務時的情景,中信重工礦研院總設計師、教授級高工王占軍百感交集:“那時真是一無所有!”
國內隧道施工現場作業的絕大部分掘進機都是進口設備,老外對中國技術封鎖,王占軍他們沒有任何可供參考的圖紙資料;掘進機集鑽鑿、掘進、支護於一體,使用電子、信息、遙測、遙控等高新技術對全部作業進行製導和監控,對設計者來說,行業跨度極大。
學機械製造出身的王占軍唯有帶領他的研發團隊,深入到山嶺隧道第一線學習、取經。
中天山、西秦嶺的溝溝坎坎留下了王占軍他們的足跡,戈壁荒灘上沒有路,他們就開著越野車循著載重卡車軋出的車轍前行。
研發過程雖然艱辛,但這個團隊擁有一個強大支撐。作為全球領先的重型裝備製造商和服務商,中信重工近些年實現了快速發展,他們在采掘、破碎、回轉等大型設備上的雄厚技術積澱以及“全球稀缺”的製造優勢,再加上中信重工CAE應用研究所引進的世界先進計算機模擬軟件助力,大大縮短了硬岩掘進機的研發製造周期,極大提高了掘進機設備關鍵部件的質量。
王夢恕一直讚不絕口的還有中信重工的技師團隊。“再好的設計圖出來了,如果沒有優秀的技師進行工藝設計,產品也出不來。”
俗話說,沒有那金剛鑽,就別攬那瓷器活兒。5年前,任沁新之所以能接了王夢恕的招兒,是因為他心中有底兒,這底氣不僅來自多年積累的裝備資源,更來自於梯隊式的人才儲備。
中信重工目前已經建立了10名工程院院士和3名在各科學研究領域有卓越建樹的專家組成的院士專家顧問委員會,同時擁有15名在公司關鍵技術崗位領軍的首席技術專家。而這個人才金字塔的堅實底座恰恰是一大批國內少見的高水平技師。
“在德國優秀的技師比科研人員薪酬高。”王夢恕非常欣賞中信重工實施“金藍領”工程,培養高技能等級工人隊伍的高瞻遠矚。
“設計圖有了,技師做不出來。”對於目前國內製造業普遍存在的問題,王夢恕並不諱言。中信重工“金藍領”工程為技術工人設立了11個階梯式技能等級,即1—8級工、技師、高級技師、大工匠,通過高技能人才培養體係和製度化的激勵保障機製,暢通了一線工人成才發展的上升通道。
在中信重工,大工匠收入結構中的技能工資部分,按每月5000元的標準發放。他們還建立大工匠工作室,組建創新工作團隊,為其發揮更大作用提供最好平台。
中信重工夢圓中國硬岩掘進機
中國鐵路建設總公司隧道專家唐國榮說,“我看到中信重工試車的TBM後,對中國TBM事業充滿信心。我參觀過國外許多TBM專業製造廠家,但覺得他們的裝備水平無法與中信重工相提並論,融設計、製造、裝配一體化是中信重工的優勢。目前中國在建鐵路的隧道長度達6000公裏以上,加上規劃的鐵路,足有1萬公裏,希望中信重工在中國廣闊的鐵路隧道掘進領域發揮自己的作用”。
王夢恕也曾鼓勵科研人員說:“你們要進一步完善配套,打造出真正過硬的產品,形成產業化後,一年生產100台,我也能幫你們賣出去。”
此次成功試車的直徑5米敞開式無軌運輸硬岩掘進機主要應用於Ⅳ級以上穩定圍岩的鐵路、公路、地鐵隧道以及引水工程隧道施工。設備總長約200米,總重約800噸,可實現最小水平轉彎半徑235米,適應隧道最大坡度9°,一個掘進行程為1.5米,刀盤最大推力達9000千牛。
根據有關規劃,預計在未來5到10年間,硬岩掘進機的市場需求應在500—800台,銷售額應不低於500億元人民幣。
南水北調西線工程開工,大量的山嶺隧道需要建設;新疆地區建設引水工程,正在籌劃開鑿四五百公裏的穿山隧道;福建等地山區的高速公路也正紛紛上馬……
“沒有中國掘進機打不通的隧道。”這既是王夢恕的中國夢,也是中信重工人的“硬岩掘進”夢。