在国外长期的技术垄断下，我国首台自主设计的TBM(硬岩掘进机)今年年底或明年年初将在郑州下线的消息发出后，笔者又从洛阳获悉，由中信重工机械股份有限公司(下简称中信重工)生产的5米口径TBM也将进行工业性实验，之后便可面向市场。
创新 无轨化、敞开式设计独领风骚
这个“大块头”的前端有一处巨大的可旋转刀盘，它是设备的关键部位。据介绍，刀盘上分布有36个盘形滚刀，设备开启后，在主推油缸的作用下，滚刀可以“削石如泥”。
“刀盘最大推力可以达到9000千牛，掘进速度可以达到每月600米，而如果按照传统的钻爆法，进度只能是它的一半儿。”工作人员说，该设备总长约200米，总重约800吨，绝对是一个“大块头”。
别看它体量庞大，工作起来却是个“灵活的胖子”。
“这台硬岩掘进机是敞开式、无轨运输，大大增加了设备的灵活性。”工作人员说，即便国外的硬岩掘进机在工作时也需要铺设轨道，一方面增加了成本，另一方面限制了设备的爬坡度。而这款掘进机无轨化的设计，使得它可以实现最小水平转弯半径235米，适应隧道最大坡度12度;而且，假如设备在地下工作时“卡壳”，敞开式的设计会方便其“脱身”。
据了解，除了机械技术外，这台硬岩掘进机还集合了电子、激光等多种技术，自动化程度很高。
源起 用国产设备开发地下空间的“中国梦”
笔者获悉，硬岩掘进机技术多年来一直被国外垄断，一台的价格要上亿元，为打破这种垄断，从上世纪六七十年代开始，国内就有业内人士对其发起挑战。
洛阳这台硬岩掘进机是如何“诞生”的呢?这就不得不提到一个人——中国工程院院士、隧道及地下工程专家王梦恕。
中信重工的研发人员给笔者讲了一个故事：2009年全国“两会”期间，中信重工的董事长任沁新在北京见到了王梦恕。王梦恕问他是否想过研发中国的硬岩掘进机，结果，希望“用中国自己的设备开发地下空间”的王梦恕与重视科技创新的任沁新一拍即合。
取经 厚积薄发，最终创新出无轨化等设计
向硬岩掘进机发起挑战，这一艰巨任务落到了中信重工采掘机械所总设计师王占军的肩上。
“压力大!”王占军用三个字概括了自己当时的状态，没有先例，没有参考图纸，王占军只能带着同事们到工程现场学习，而这些工程，要么在荒山野岭，要么在戈壁滩上，环境大多非常恶劣。
王占军回忆说，有一次，他们到新疆一铁路工程学习，周边是戈壁滩，只能租一辆越野车作为交通工具。因为不能耽误工程进度，王占军和同事们只能在设备检修的间隙靠近观摩。
“高功率作业的刀盘温度非常高，周边的空气温度大约有50摄氏度，靠近一会儿浑身衣服就都湿透了，就跟洗澡一样。”王占军说，就这样，2009年、2010年连续两年，他和同事们先后到山西、陕西、新疆、辽宁等多地“取经”。
之后，经过三年的研发、设计，开始试生产。在这一过程中，中信重工的研发人员还创新性地加入了无轨化设计、连续皮带机出渣功能等。
2013年9月28日，中信重工研发的5米敞开式无轨运输硬岩掘进机成功试车，中国工程院院士王梦恕、周丰峻、梁文灏共同见证了这一时刻。
另类 取经队伍中还有“女汉子”
高随芹是硬岩掘进机项目的主任设计师，她也曾经和同事们一起到深山、戈壁考察，吃住在工地、深入隧道……
高随芹说，很多工程队会有一个约定俗成的规矩：不准女同志进入工地——怕“不吉利”。因此，她有时也会被施工方拒之门外，其中的艰辛，比男同志更多。但为了在科技上创新，她认为吃苦是必须的，而比吃苦耐劳更可贵的，是勇于担当。
硬岩掘进机，一个陌生的领域，国内很多人在这个项目上浪费了时间、栽了跟头，对行业中的“老大难”发起挑战是有风险的：也许几年的投入会付诸东流，尤其对于在行业内有一定知名度的科研工作者来说，如果失败了，面子上多多少少会过不去。但高随芹说：“遇到好的项目，情不自禁就想上。人一辈子总得干几件像样的事儿”。
“开弓没有回头箭”，正是更多像高随芹一样勇敢开拓、勇于担当的科技工作者的聪明才智和执著努力，最终结出了科技创新的硕果。
硕果 自主研发平台提升国际竞争地位
一业内人士表示，虽然我国高速公路已经基本饱和，但一级和二级公路的大修和改建必然伴随着大量隧道的出现，加上地下工程、地下管道等需求，硬岩掘进机的市场非常广阔。
日前，笔者电话联系了王梦恕。王梦恕表示，目前人们相对熟悉的盾构机，主要用于城市软土层，而硬岩掘进机非常适合比较深的岩石地层，今后国内将有更多的隧道工程开工，会需要大量的掘进机。
除了市场前景外，王梦恕还表示，这台直径5米的开敞式硬岩掘进机，打破了国外硬岩掘进机在我国的市场垄断，使我国有了自主知识产权的硬岩掘进机研发平台和产业化基地，提升了我国重大装备在国际上的竞争地位。
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