團隊通過持續科研攻關攻克了盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業化，推動中國在隧道掘進裝備領域從“跟跑”向“并跑”和“局部領跑”的轉變

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高速公路通車里程世界第一，高速鐵路通車里程世界第一，城市軌道交通運營里程世界第一，中國基礎設施建設水平不斷提升的背后，國產盾構機功不可沒。盾構機被稱為“工程機械之王”，是交通、水利、國防等領域重大工程建設的核心裝備。“目前我們自主設計制造的盾構機全球占比超70%。”日前，浙江大學工學部主任、機械工程學院學科負責人楊華勇院士在接受記者采訪時自豪地說。

但是，在2008年以前，盾構機的關鍵技術被國外壟斷，國內施工使用的盾構機幾乎全部依賴進口，價格昂貴且維修不易，中國企業只是擔當了“施工隊”與“整機裝配隊”的角色，一遇到問題只能干著急。

上世紀90年代后期我國開始進口二手與個別的新盾構。楊華勇回憶，當時盾構機核心技術與產品完全受制于人，被“卡脖子”的滋味很不好受。德國生產的刀盤直徑為6.3米的地鐵新盾構要6000萬元的天價，我國只能進口二手盾構以應對工程施工的需求。

2001年，楊華勇開始接手盾構的技術論證，正式開始了“掘進”技術壁壘的征程。

兩年間，楊華勇團隊深入實地調研，有些隧道工程施工現場位置偏僻，到達現場需轉乘交通工具5次以上；不少工地條件艱苦，沒有通訊工具，洗澡水限時限量使用。

在如此艱苦的條件下，楊華勇帶領產學研用團隊針對盾構裝備失穩、失效和失準三大國際難題，開始了夜以繼日的關鍵技術攻關。終于在2004年團隊研發出被認為是盾構“心臟”的液壓驅動和控制系統，這也是被國外技術封鎖最嚴的部分。

面對取得的成就，團隊成員乘勝追擊。2008年，楊華勇帶領產學研團隊研制出國內首臺復合盾構，在天津地鐵3號線營口道——和平路標段的地下隧道掘進中率先“嘗鮮”。施工過程中幾乎檢測不到地表沉降。樣機的掘進性能與速度，達到甚至優于同時掘進的另一臺進口盾構機。

經此一“戰”，國內施工企業開始追著國內盾構機廠家下訂單，國產盾構機批量生產就此起步。2012年，楊華勇牽頭完成的“盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業化”獲國家科學技術進步獎一等獎。迄今，中國盾構機已累計生產超4000臺，全球市場份額占比超70%，銷售與應用范圍遍及全球四大洲40多個國家，直接經濟效益超2500億元以上，帶動隧道建設相關投資超4萬億元。

楊華勇帶領產學研團隊實現了中國在隧道掘進裝備領域從“跟跑”向“并跑”和“局部領跑”的轉變，下一步，楊華勇正針對當前該行業國際共同面臨的隧道掘進裝備智能化難題，帶領團隊突破智能設計、智能制造和智能運維等關鍵技術，以引領該行業全球未來的發展。

楊華勇不僅帶領團隊引領盾構未來技術的發展，奮力實現“基礎理論與方法創新—關鍵技術突破—核心基礎件與系統研制—整機技術創新—相關行業輻射應用”的全鏈條、全方位整體性突破，還作為一名培養中國“盾構鐵軍”的好導師，在日常課程和對學生的指導中，用心用力用情凝聚了一支專注科技創新的鐵軍隊伍，吸引近百名優秀青年學成歸國建功，投入到以國產盾構為代表的大國重器研發與推廣應用中。

立德樹人是高校教師的立身之本。楊華勇積極參與本科生科研訓練計劃，將自己的科研成果作為鮮活教材開展實踐育人，發掘和培育盾構事業后備人才。“非常感謝楊華勇老師對我們的指導，盾構機原理樣機的制作過程也教會了我如何解決問題和應對挑戰。”浙江大學機械工程學院2020級本科生馮厚斌說，“不斷的學習和嘗試讓我明白，面對困難，堅持不懈和積極探索是取得突破的關鍵。”

正如楊華勇所說，面向國家重大需求，“在一些領域瞄準未來關鍵技術，找到突破點，以便在若干年后引領發展”。目前，楊華勇研究團隊已經在相關領域發表數百篇高水平學術論文，帶領團隊榮獲“全國高校黃大年式教師團隊”“全國工人先鋒號”等榮譽。

楊華勇說：“未來，我國城市尤其是中心城市地下空間開發的規模會越來越大，我相信下一代盾構技術也會打上中國烙印，中國一定會成為國際智能盾構技術與裝備的風向標。”

《中國教育報》2024年06月20日第1版