可能沒有人會(huì)想到，一個(gè)個(gè)關(guān)于盾構(gòu)機(jī)的奇思妙想會(huì)從一張張小紙條開始。

李建斌總是隨身帶著一沓小紙條，一有盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)方面的想法就畫下來，“有時(shí)半夜醒了有靈感也會(huì)畫下來”。這樣的紙條，他已經(jīng)畫了七八百張。

上天有“神舟”，下海有“蛟龍”，入地有“盾構(gòu)”。盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)、電、液、氣、傳感于一體的大型自動(dòng)化掘進(jìn)設(shè)備，被稱作“工程機(jī)械之王”。

作為我國盾構(gòu)機(jī)自主化研制和產(chǎn)業(yè)化的開拓者，中國中鐵高級(jí)專家李建斌在過去20多年里帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心鉆研，使盾構(gòu)機(jī)成為高端制造的“國家名片”。

目前，由中國中鐵研制的盾構(gòu)機(jī)已累計(jì)生產(chǎn)1700余臺(tái)，連續(xù)8年產(chǎn)銷量世界第一，出口至全球30多個(gè)國家和地區(qū)，安全掘進(jìn)總里程超5000公里。

“造出中國自己的盾構(gòu)機(jī)這個(gè)最初的夢(mèng)想早已實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在的夢(mèng)想是讓掘進(jìn)更好更快更安全、省人省錢省時(shí)間?！?月5日，李建斌對(duì)《工人日?qǐng)?bào)》記者說。

不再害怕打長大隧道

在南水北調(diào)后續(xù)工程首個(gè)開工項(xiàng)目——引江補(bǔ)漢工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，我國自主研制的最大直徑雙護(hù)盾TBM（硬巖掘進(jìn)機(jī)）“江漢平安號(hào)”正以日掘進(jìn)11米的速度助力國家水網(wǎng)建設(shè)。

“‘江漢平安號(hào)’集成了智能掘進(jìn)、常態(tài)超前鉆機(jī)系統(tǒng)等11項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，比使用傳統(tǒng)鉆爆法的施工工效提高了3到4倍，創(chuàng)下了同類型地層掘進(jìn)速度的新紀(jì)錄?！敝需F三局引江補(bǔ)漢項(xiàng)目總工程師符海斌介紹說，他們正探索形成復(fù)雜地質(zhì)條件下超長隧洞掘進(jìn)的成套技術(shù)。

“江漢平安號(hào)”就是李建斌帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制的。“飲水工程的隧道通常比鐵路隧道長很多，技術(shù)的進(jìn)步讓我們不再害怕打長大隧道。”李建斌不無驕傲地說，“過去長隧短打，不知道要挖多少個(gè)斜井、多少個(gè)豎井。”

為了確保超大斷面開挖安全高效可靠，這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、換刀便捷性、刀具布置、結(jié)構(gòu)分塊、空間布置等方面進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì)。另外，針對(duì)超硬巖掘進(jìn)，他們采用72毫米小刀間距設(shè)計(jì)，刀具采用20寸大直徑高性能滾刀，并配置刀具狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，提高破巖效率。

讓盾構(gòu)機(jī)刀盤像傘一樣打開

2017年，浩吉鐵路白城段要挖一段馬蹄形隧道。盾構(gòu)機(jī)怎樣設(shè)計(jì)效率最高？“沒有任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒，我們就憑著想象去設(shè)計(jì)。”李建斌說，他們反復(fù)布置刀盤、計(jì)算如何協(xié)同，努力把盲區(qū)最小化，得到最優(yōu)解。

最終，團(tuán)隊(duì)研制出世界上第一臺(tái)馬蹄形盾構(gòu)機(jī)，可以減少挖土量15%，原計(jì)劃3年的工期，他們僅用13個(gè)月就干完了。這一成果后來獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

平時(shí)，來自各方的盾構(gòu)機(jī)難題都會(huì)找上門來，請(qǐng)李建斌這個(gè)“超強(qiáng)大腦”出主意。很多時(shí)候，他會(huì)坐在辦公室靜靜思考，一旦想出點(diǎn)眉目，就趕緊畫下來。

針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)，他還畫了一些“概念機(jī)”。比如，他畫了一臺(tái)傘形TBM的草圖，旁邊標(biāo)注著“傘形直徑5米，徑向可以加大至5.5米”。

“我想讓盾構(gòu)機(jī)刀盤能像傘一樣打開?！崩罱ū蠼忉屨f，“每個(gè)盾構(gòu)機(jī)都可能會(huì)遇到地質(zhì)軟硬變化太大的情況，要是能在掘進(jìn)時(shí)加大洞徑，就能把變形量預(yù)留出來?！?/p>

這項(xiàng)創(chuàng)新從2021年開始，到2024年定型，他先后畫了幾十張小紙條。目前，理論研究和實(shí)驗(yàn)階段均已經(jīng)結(jié)束，正準(zhǔn)備在工程中進(jìn)行應(yīng)用。

“一鍵啟動(dòng)，智能掘進(jìn)”

為了打破隧道掘進(jìn)設(shè)備被國外壟斷的局面，2001年，“隧道盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究”被列入國家863計(jì)劃，中鐵隧道局成立盾構(gòu)機(jī)研發(fā)項(xiàng)目組，李建斌成為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

經(jīng)過科研人員共同攻關(guān)，一個(gè)又一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)相繼被突破。2008年，中國第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)——“中鐵1號(hào)”成功下線。自此，中國盾構(gòu)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破。李建斌也先后獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、國家專利金獎(jiǎng)、中國優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)金獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

隨后，中鐵裝備集團(tuán)成立，盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)化之路開啟。在2018年的“頂峰期”，訂單多達(dá)200多臺(tái)。

一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的零部件超過2萬個(gè)，單是控制系統(tǒng)就有2000多個(gè)控制點(diǎn)。目前我國盾構(gòu)機(jī)制造已基本解決“卡脖子”問題，所有零部件都能國產(chǎn)。

眼下，李建斌正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究盾構(gòu)機(jī)的智能駕駛。在他的想象中，未來的盾構(gòu)機(jī)可以“一鍵啟動(dòng)，智能掘進(jìn)”。朝著這個(gè)方向，他那一張張小紙條上還會(huì)畫出更多奇思妙想。