中國基建憑什麼世界第一？歐美用盾構機卡脖子，中國如何反制？

2019年，我去俄羅斯旅遊，在莫斯科機場等行李時，大螢幕的新聞，吸引了我。

雖然聽不懂俄語，但我看到了，螢幕上一條長長的中文橫幅，上面寫著“熱烈慶祝，中國鐵建，莫斯科地鐵首條隧道，順利貫通”，這條橫幅還是掛在一臺巨大的國產盾構機上！

中國盾構機在俄羅斯

這一刻，我無比的激動，看著基建狂魔，在異國他鄉大展神威，讓我真實感受到“中國真的強大了”！

70年前，蘇聯專家，教我們如何挖隧道修地鐵；而70年後，我們把地鐵修到了老師家裡。那麼，這一切是怎麼發生的？大家好，歡迎來到認知金字塔，今天我們來講講，中國是怎樣用18年，追上西方200年，在盾構機領域，從零基礎奮鬥到世界第一。

故事開始前，我們先給盾構機做個簡單的小科普。

盾構機，是挖隧道鑽山洞的神器。

我們可以把盾構機，想象成一條“貪吃蛇”，蛇嘴就是最前端的切削刀盤。在機器的推力下，刀盤旋轉前進，切削泥土，連堅硬的岩石都能一起粉碎。

泥沙石頭被蛇嘴吃下後，再透過蛇肚子裡的各種傳送機，排洩出去，最後由渣土車、吊車運送到隧道外。

盾構機示意圖

而且，盾構機可以一邊挖土，一邊安裝牆壁，盾構機開過，隧道就等於鋪好了。

正因為盾構機如此強悍，任何基建工程的隧道環節，都離不開它，有人叫它“鋼鐵穿山甲”，也有人叫它“世界工程機械之王”。

而這麼先進的機器，西方發展了200多年。

1818年，當中國還是嘉慶皇帝在位時，一個叫布魯諾爾的法國工程師，無意中，看到一條船蛆鑽木頭的樣子，激發了他的靈感，提出了盾構掘進隧道的原理。經過7年研究，他設計了一臺手動的“矩形盾構機”，這臺機器，被用在泰晤士河隧道工程中。

1887年，英國倫敦，鐵路隧道的施工中，首次使用了機械化盾構機，這就是所有現代盾構機的原型。此後100年，盾構機相繼傳入歐美、日本、前蘇聯等國，得到普及。上世紀末，德美日的企業，推動盾構技術自動化、多樣化和大直徑化，統治了全球市場。

那麼中國在哪裡呢？

新中國成立初期，東北阜新煤礦，用了一臺直徑2。6米的手掘式盾構機，修建疏水巷道，這是我國首次使用盾構機。至於技術含量，大概和1825年那臺原始機差不多。

那麼，在沒有機械化盾構機的年代，中國人是怎麼挖隧道的？六十年代動工的成昆鐵路，縱穿峽谷群山，經過無數隧道，全靠鐵道兵，打著鋼釺，掄著大錘，又打眼又放炮，硬生生挖出來的。在成昆鐵路線沿線上，烈士陵園就有20多處，紀念碑超過了1千座，大約有2100人犧牲，可謂是中國歷史上最悲壯的一條鐵路。

直到1997年，中國才第一次引進了，德國的兩臺硬巖盾構機，用來挖掘西康鐵路，秦嶺隧道。

盾構機

以前2000人挖一條小隧道，大概需要5年，而現在，一臺盾構機，挖一條大型隧道，只要5個月。基建狂魔嚐到這個甜頭，哪裡還放得下手！

但是，當時有種“造不如買”的思潮，國內基建的裝置，幾乎全部依賴進口。德日美三國企業，佔據了中國90%以上的市場。

可是德國貨太貴了！秦嶺隧道的盾構機，每臺就1億美元！要知道，1991年，中國的外匯儲備，也才217億美元啊。更貴的是配件，刀片磨損了，換個刀盤都要幾百萬！這就導致，基建成本飆升。90年代初，修建的上海地鐵和廣州地鐵，每公里造價，達到人民幣8億元！

更令人氣憤的是，海瑞克這樣的外企，一面在中國市場上瘋狂賺錢，一面骨子裡看不起中國人。裝置一旦發生故障，維修要等很久，而且還是天價。比如1999年，在廣州地鐵二號線施工中，一臺進口盾構機，沒有抓牢“管片”，換修費用就花了三百萬。

更過分的是，德國專家來中國，我們每天要付，兩三千美元的差旅費，而什麼時候修，要看專家的作息時間和心情。修的時候，他們還拉起警戒線，不給中國人看。

2001年，外商乾脆，把一臺舊的盾構機，按照新機的價格出售，並且對配件加價100%。

這麼明晃晃的羞辱，中國人怎麼咽的下這口氣？當時建設專案遍地開花，盾構機卻處處受制於人，甚至拖累了專案施工進度。難道以後繼續花錢從國外進口，靠它們來支撐中國基建嗎？

這當然不行！所以，我們必須研發生產自己的盾構機。

2002年，科技部將盾構技術研究，列入“863”計劃。研製總裝的重任，落到了中鐵隧道集團身上，當年10月，盾構機研發專案組正式成立。

這個專案組剛成立時，只有18人，多數是30歲以下的年輕人。如今，已是中鐵工程裝備，總工程師的王杜娟，加入專案組時剛剛大學畢業，用她的話來說，“我們這群人，別說研發盾構機了，很多人連盾構機都沒有見過”。

王杜娟

而真的自己做起來，才知道，關鍵部件的製造難度有多大。

比如刀具，刀具佈置時候數量多少？高度多少？刀間距多少？刀盤開口率多少？

在實際工作中，機器可能會碰上花崗岩、石灰岩；可能會面對硬土、軟土、淤泥、粉質粘土，等等……這些，都需要根據不同地質，配不同的刀具，做出最優的設計。

中國人對這些都不知道，必須從零開始學起來。光弄清楚刀具問題，專案組就用了將近5年的時間。

2008年，中國首臺複合式盾構機研發成功。2010年，鐵建重工研發的盾構機，“開路先鋒19號”，國產化率達到87%，創造了當時的最高紀錄。開路先鋒投產沒多久，外商同類產品，在中國市場直接降價30%。

咱們自主研製的第1000臺盾構機在鄭州下線

但是，盾構機中的“聖盃”——超大型盾構機，技術依然掌握在德國和日本手中。南京緯三路過江隧道，需要兩臺超大型盾構機，外商報價每臺就要7億，不妥協不降價。

中國人說：太貴了，我們自己造。

於是，四五十個工程師，畫了7000多張設計圖紙，用700多個日日夜夜，造出了第一臺，國產超大型盾構機，連研發成本在內，才5個億。

最大的轉折點，發生2015年，這一年，中鐵建工和中鐵十六局，合作研發的超大型盾構機，完全實現了自主智慧財產權，徹底打破西方200年的技術壟斷。

而從這以後，基建狂魔開始發威了：世界首臺馬蹄形盾構機、世界最大的矩形盾構機、世界首臺斜井雙模式盾構機、世界首臺永磁電機驅動盾構機……這些領先技術，都是我們的。

矩形盾構和異形盾構

中國如今，能夠生產適用各種地質條件、各種專案需求的大型盾構機。國產盾構機，每年出廠臺數、擁有量、施工里程，都是世界第一。

目前，國產盾構機已佔國內90%、全球70%的市場份額。

國際高階裝備，製造業有個定律，任何東西，只要中國人吃透了，立馬從天價變成白菜價。就拿這盾構機來說吧，當年德國人，敢獅子大開口要價7億，如今只敢報價5千萬；日本進口的盾構機只要3000萬；而國產的只要2500萬，最貴的也只要5000萬。

1990年的中國，只有三座城市有地鐵，而到2020年，超過40個城市擁有地鐵。預計至2022年，地鐵總長度將達到 8033。3公里。

地鐵隧道一般為雙車道，需要雙向開挖，根據盾構機的設計壽命，假設每9公里需要兩臺盾構機，則共需要1093臺。

大家算算，如果我們沒有掌握關鍵技術，沒有造出自己的盾構機，那麼，一臺盾構機7億元，我們要花多少錢來買？地鐵能從一線城市，迅速進入二三線城市，很大的原因就是，盾構機這樣的高階裝備，價格“白菜化”了。

而在國際市場，中國也把同類產品價格，拉低了40%左右，造福全世界。

2014年，黎巴嫩的大貝魯特供水專案，遇到了施工困難。引水隧洞只有3。5米的直徑，找遍全世界，也沒有這麼小的盾構機。於是中國中鐵花了一年時間，幫他們研製了，全球最小直徑的岩石隧道盾構機。這個專案中，距離最長、施工難度最大的2號隧道，就是這臺盾構機挖出來的，解決了160萬人的飲水問題。

中國出口俄羅斯的勝利號

2017年，5臺直徑6。28 米的中型盾構機出口俄羅斯。這也是俄羅斯歷史上，首次在地鐵施工中引進外國企業。在俄羅斯使用盾構機，最大的難處在於天氣，在冬天零下20度的條件下施工，不僅土層，會發生區域性凍結，硬度不一，而且裝置本身也會凍結，一般的盾構機，是根本無法工作的。為此，中國專門開發了耐低溫的主驅動系統。就這樣，在莫斯科的冬天，中國盾構機，以最高每天40米的速度狂飆突進，直接打破了俄羅斯，乃至前蘇聯的地鐵施工速度紀錄。

中國盾構機，還出現在土耳其、丹麥、義大利、法國、澳大利亞、印度等國，總計數十個國家和地區的城市軌道、引水工程等基建專案中。

這幾年，中國出口的盾構機，越來越大。

2018年3月，中交天和研製的，“巨龍”超大型盾構機順利下線，直徑12。12米，用於孟加拉國，卡納普里，河底隧道工程。

中國出口印度的超大型盾構機

2019年10月，中國鐵建，專門為孟買沿海公路隧道，量身訂製了一臺12。19米的超大型盾構機。在驗收中，印度客戶邀請的英國專家，對這臺盾構機讚不絕口，他說“這是我見過最好的盾構機。”孟買這個專案，使用了18臺硬巖盾構機，其中8臺是中國出品的，另外10臺，雖然來自西方國家的品牌，但也是在中國代工生產的。

去年9月27日，迄今為止最大的國產盾構機，也是世界第三大盾構機“京華號”下線。它的開挖直徑，達到了恐怖的16。07米，相當於五層樓這麼高，而整機長150米，總重量4300噸。它出廠後，將參與北京東六環改造工程建設。