有这样一种神器，不仅可以挖洞，还可以同时铺设隧道，更加高效地节省人力时间，这就是盾构机，也叫隧道挖掘机。盾构机主要用于铁路、公路、地铁和水利等基建工程的隧道环节，被称为“工程机械之王”，有着“地下蛟龙”的美誉。盾构机在工作时，用前面的切削刀盘把地下的泥沙、石头“吞”进嘴里，通过螺旋传送机输送到皮带传送机，再用渣土车运往后方。1000名工人用传统爆破方式挖一条小型隧道大概需要5年，并且很难避免人员伤亡。若使用盾构机挖，仅需5个月，而且工人在盾构机内部作业，安全完全有保证。因此，我国90%以上的地铁都采用盾构法施工，通过黄河、长江等大河的隧道，大都采用盾构法施工。这些使我们解锁了“隧道及地下工程规模最大，修建技术发展速度最快的国家”称号。可以说，没有盾构，就没有今天中国地铁、中国隧道建设的大发展。
　　上世纪90年代，国内盾构机几乎全部依赖进口，德日美三国企业的产品占据着90%以上的市场份额。当时，一台大型盾构机外商要价达7个亿，并且态度强硬地表示：不通融，不降价。此外，外国专家对设备进行检修的时薪要价竟超过人民币5000元！为了技术保密，还禁止中国人观看。
　　没有技术，就得任人宰割。这种亏，我们吃了20年。
　　南京纬三路隧道总工程师张伯阳对当时窘迫的情况记忆犹新。“这么贵的设备，我们的需求又这么大，外商能够制造，难道我们中国人不能制造吗？”这不仅仅是工程师的集体心声，更是一种被扼住咽喉的无奈。
　　1974年，南疆铁路东段（吐鲁番至库尔勒）开工，该线路上有一座被称为新光3号的“灯泡”隧道，全程长3783米，是南疆铁路7座螺旋隧道中最险、最难凿的一座。这座隧道的修建，开启了有中国大盾构工程“首席顾问”之称的周先明的盾构之路。当时，只有20多岁的周先明与4000多位战友，历时近四年完成了新光3号的修建。当时物质匮乏，基本上没有机械化的设备，只有铁锹、钢钎、小推车等简单工具。因此，铁道兵主要采取人工挖掘的方式，是一种“钢钎加大锤，打眼再放炮”的原始方法。而早在1825年，由布鲁诺尔发明的盾构机就已经用于伦敦泰晤士河隧道的修建，并于1843年顺利完工。泰晤士河隧道是世界上第一条采用盾构技术挖掘的隧道，在隧道工程史上是具有重大意义的里程碑。
　　与100多年前的泰晤士河隧道修建相比，新光3号隧道的修建方式称之为“刀耕火种”毫不为过。据统计，参与挖掘新光隧道共牺牲了25名战士，此外，在建设南疆铁路的5年间，共有268名铁道兵长眠于天山脚下，周先明的腰部也受了重伤。如今，周先明在祭奠牺牲的战友时可以告诉他们，现在用国产盾构机挖隧道不会再伤人、死人了。
　　其实，早在1953年，中国的盾构机就已经起步。那一年，东北阜新煤矿采用手掘式盾构修建疏水巷道，揭开了中国盾构机从无到有的历史。
　　什么是手掘式盾构机？挖掘泰晤士河的盾构机就是手掘式，被称为第一代盾构机。机械式盾构机采用了压缩空气，用机械开挖代替了人工开挖。因此，通常把机械式和气压式盾构机称为第二代盾构机。第三代盾构机则是以闭胸式盾构机为代表，主要包括泥水式盾构机和土压式盾构机。泥水平衡式盾构机是通过调节出泥舱的泥水压力挖掘前进，弃土以泥水方式排出的盾构机；土压平衡式盾构机是通过调节出泥舱的土压力挖掘前进，弃土从出泥舱排出的盾构机。当前的大直径、大推力、大扭矩的智能化盾构机是第四代盾构机。在物联网、人工智能等技术的支撑下，未来盾构机的发展方向是研制具备深度感知、智慧决策、自动执行功能的盾构机及其控制系统。
　　20世纪中叶，盾构机在欧美日普及完毕。20世纪下半叶，欧美日的企业统治了全球盾构机市场，并对中国进行技术封锁，这对掉队的中国来说雪上加霜。直到上世纪90年代，中国的盾构技术才开始取得阶段性成果。1990年，在上海地铁1号线工程中，采用的土压平衡盾构掘进机就是中法合作建造的。
　　1992年，邓小平同志南巡后，国内市场全面开发，促使中国的重工业高速发展，铁路隧道、地铁等项目大量上马，盾构机的需求迅速增加。1997年，中国从德国引进了两台盾构机，用在西康铁路秦岭隧道的项目上，这是国外现代盾构机第一次被引入到中国。这两台盾构机的使用使得隧道提前10个月贯通。这次项目让我们真正感受到了我们与国外的巨大差距。高度依赖国外设备必然会被他们牵着鼻子走：价格昂贵、沟通低效、维修困难、技术封锁等问题层次不穷。因此，自主研发生产盾构机成为摆在中国面前的唯一出路。
　　2005年，周先明被任命为中铁建十四局集团南京长江隧道项目指挥部常务副书记，指挥隧道施工。这条隧道是首次将大直径盾构技术用于水下隧道施工。这一年被称为中国大盾构元年，这条长达6042米的水下隧道开启了中国水下大直径盾构隧道施工穿江越海的纪元。南京长江隧道也被称为“万里长江第一隧”。
　　修建南京长江隧道的盾构机及技术全部从德国花高价引进。盾构机的刀片是消耗品，需要在刀片磨损后及时更换。除了卖给我们昂贵的设备之外，维护费也高得吓人。他们派来的技术专家组换一把刀片需要两天，费用为20万元。中国工人会换刀片后，一个组一天可以换8把刀片，一天工资为5000元。换刀片费用德国人比我们贵了640倍，工期长了14天！
　　2002年，中国科技部高新司把盾构机列入“863”计划。在国家专项资金支持，央企、国企牵头下，中国科研院所同多家企业，从基本原理的技术链层面到实际应用的产业链层面协同作战，共克时艰。中国盾构机的设计和制造进入全面推进阶段。同年，中铁工程装备集团在河南新乡建成了盾构产业化基地。
　　2004年，上海隧道研制出了国内首台全自主设计的土压式平衡盾构机“先行1号”样机。
　　2006年，“先行2号”盾构机在上海下线，标志着中国具备了批量生产盾构机的能力。
　　2007年，科技部基础司将掘进装备的基础研究列入了“973”计划。
　　2008年，中国中铁1号盾构机下线。这是中国首台具有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机。从此，中国告别了完全依靠“洋盾构”的局面。曙光乍现，黎明将至。
　　2009年，我国盾构机开始了产业化征程，成功研制了一大批称得上世界首台或国内首台的产品：2013年，中铁装备研制出了当时世界最大的矩形盾构机；2014年，矩形盾构成功应用于新加坡地铁项目，成为国产异形掘进机走向海外的首个成功案例；2015年，中铁装备研制出了硬岩掘进机，让我国在硬岩掘进机领域进入世界前列……截至2018年底，国产盾构机的设计制造及掘进施工技术已达到甚至在个别领域超过了国际水平。
　　2009年之前，进口盾构机仍然占我国市场的85%左右。2012年之后，国产盾构机如雨后春笋般，纷纷走出国门，抢占世界市场。
　　2017年，中国盾构机首次打入欧洲市场，出口俄罗斯五台。
　　2019年1月，中国出口非洲大陆首台盾构机“中铁665号”下线，标志着非洲市场被打开。
　　同年6月，“中国中铁699号”出口到欧洲，这是我国高端隧道掘进装备首次用于欧盟核心区域。
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　　2020年9月29日，对中国中铁来说是一个十分重要的日子。这一天，中国中铁自主研制的第1000台盾构机在郑州下线。这一天，车间标语“造中国人自己的盾构，造中国最好的盾构，造世界最好的盾构”显得格外醒目。
　　中铁从1号盾构机到1000号盾构机用了12年。若从开始着手第一台设备算起，从0到1000的突破用了20余年。20载春秋，见证了国产盾构从无到有、从有到优、从优到强的逆袭历程。今天，国产盾构机在国内市场的占有率达到90%以上，占到全球三分之二的市场份额，还顺便拉低了国外同类产品价格40%以上。据统计，2018年中国盾构机出口量为127台，出口金额为3.69亿美元。
　　国产化之后，盾构机的国际市场均价降到了3000万每台，到2018年均价已降为2260万每台。有了中国的盾构机，再也没有国家愿意当“冤大头”。发达国家为了维持市场，必须降价，几亿元一台的盾构机成为历史。
　　从不如你到超越你。2020年9月26日，我国首台使用国产3米级主轴承盾构机“中铁872号”在苏州始发，这是我国突破盾构主轴承自主技术研制瓶颈后，首次在轨道交通领域新机中执行地下掘进任务。主轴承就是盾构机的“芯片”，其重要性不言而喻。主轴承的自产，让我们成为当之无愧的世界第一。
　　滔天巨浪方显英雄本色，艰难困苦铸造诺亚方舟。大国重器，殊为不易。即便道阻且长，也要征途不止。

（鱼 莹）