看到盾构机破土而出,隧道贯通的那一刻,作为一线建设者,感到无比激动和自豪。”近日,在“科技创新人才建功北京城市副中心”新闻发布会上,90后一线科技尖兵孙长松感叹。
2015年,孙长松迈入社会,开启了作为工程建设者的新征程。2019年底,孙长松来到北京,任中铁十四局集团北京东六环改造工程五标盾构经理,负责东六环改造工程西线隧道盾构施工管理工作。他带领平均年龄26岁的年轻团队,发扬“大国工匠”精神,驾驶大国重器成功穿越多个风险源,用过硬的专业技能,为他热爱的盾构事业,奉献着青春力量。
从“跟跑”到“领跑”
东六环改造工程是北京城市副中心建设的重点项目,是一个“看不见”的超级工程,7.4公里盾构隧道全部位于副中心地下,最大埋深75米,是北京市埋深最深的隧道,同时也是国内超大直径盾构独头掘进距离最长的隧道之一。“项目依托现有东六环路进行入地改造,同时加宽至双向六车道,对促进京津冀区域交通协同发展具有重要意义。”身处北京城市副中心,孙长松深知这个项目的分量。
“为此,我们量身打造国产最大直径16.07米的超大直径泥水平衡盾构机,取名‘京华号’”。孙长松介绍,这台盾构机长150米、重4300吨,是真正的“地下蛟龙”,代表了当今国内超大直径隧道掘进装备的最高制造水平。
结合工程的地质情况,孙长松带领团队对“京华号”盾构机进行了精益求精的针对性设计,首次应用超大直径常压刀盘、智能预测换刀、超前地质感知等核心技术,实现超大直径盾构装备智能化设计制造,在行业内首次应用超大直径盾构同步双液注浆工艺,填补了国内技术空白,成为助推国家先进制造业和科技升级的典型样本。
谈到往昔,孙长松别有一番滋味在心头。“我曾驾驶过两台盾构机,不过全是进口的。”说起今朝,他扬眉吐气,“现在,我国盾构装备制造和隧道施工技术从无到有,从有到强,国产盾构机的产销量已居世界第一,出口到了欧洲,实现了从‘跟跑’到‘领跑’的跨越。”
“京华号”的管家
与之前驾驶的两台盾构机不通风“京华号”,却是货真价实的中国货!
王虎然是孙长松的徒弟,14个月里,他开着“京华号”,穿越京哈铁路、北京地铁6号线、亚洲最大的地下综合交通枢纽北京城市副中心站等风险点,那叫那个“嗨”啊——一路向前,4.7公里,地层沉降始终不超过3毫米!“我师傅总是跟我念叨,说40年前,3.3公里的南疆铁路隧道,动用了近4000人、耗时5年,才用钢钎、铁锤、风枪生生凿了出来!”王虎然感叹自己生正逢时。
谈到往昔,孙长松却是别有一番滋味在心头:“以前用进口盾构机,维修保养很麻烦。进口一个零件经常要一个月,而且很贵。想要设计图,对方不给。外国工程师维修时,不许我们靠近。”说起今朝,他扬眉吐气:“我们再不用受制于人了,国产盾构机的产销量已居世界第一,出口到了欧洲。”

其实,过去十年,让我们扬眉吐气的,何止一个盾构机!你瞧,一大批“国之重器”闪亮登场:神舟十四号飞船、长征五号火箭、中国空间站……
大国需有重器!它代表一个国家的志气、骨气和底气。
打破垄断,创造多个行业施工纪录
1997年,为了建设西康铁路秦岭隧道,中国第一次进口了两台德国盾构机。盾构机施工不仅效率大幅提升,而且施工过程安全性大大提高。但是,在享受安全高效的同时,中国人也不得不接受高昂的设备费用,和并不顺畅的售后服务。
两台将近七个亿,外国人这个服务费非常高,服务的时间非常短,每天就是八小时,过了人家不上班,我们是三班制,他是一班制,机器坏了我们就要等,这个是对我们刺激非常大,你不掌握技术,所以说你处处受制于人。
2006年之前,中国从国外进口了130多台盾构机,花费上百亿,却处处受制于人。当时,国内许多工程机械设备都面临这样的困局。
关键技术买不来也等不来,面对日益迫切的建设需求,2002年,包括盾构机在内的一批工程机械装备研发被列入国家高技术研究发展“863”计划,校企联合开始破解盾构机研制背后的密码。
2004年,我国可以实现软土作业的国产地铁盾构机“先行号”在上海成功下线;2008年4月,我国第一台可以在复杂地质中作业的“中国中铁1号”在河南成功下线,2009年,它成功完成了天津地铁3号线的相关路段施工。
中国工程机械工业协会副会长 中国中铁盾构专家 李建斌:我们第一台出来以后,国外装备就大幅降价,它再像过去那么贵,没有市场。
跟普通机械设备不同的是,盾构机是定制化产品,每一台设备都需要结合实际的工程单独设计。不同的地质、不同的施工队伍,会有不同的需求。
2020年,孙长松和他的团队用时7个半月,完成237米长盾构始发井土建结构施工。2021年5月,盾构机顺利始发。历时25个月的时间,他与同事驾驶“京华号”,成功攻克了55个地上风险源,完成了7336米的地下穿越,如今“京华号”盾构机已顺利完成最终接收,正在进行拆解吊装,将转运到盾构维保基地进行全面的维修保养。

盾构机由上万个零件组成,在运转过程中会产生大量热量,夏天作业面的环境温度经常高达42℃。孙长松自豪地说:“就是在这种环境下,我们依然创造了多个行业施工纪录,6个半月完成盾构机生产制造、单月掘进进尺达542米、单日最大掘进进尺24米等。”
“地下工程面临许多未知的风险和挑战,我们都经历和克服了。”在巨大的机械轰鸣声中,300多名工人为东六环改造工程日夜奋战着。2022年9月份,盾构机在中间风井完成覆土20米的超大埋深盾构接收及二次始发。这期间两个多月,孙长松和他的团队吃住在现场一线,陪着“京华号”一起,攻下一个个难关。
隧道由36680块预制管片拼装而成,单块管片重量超过17吨。隧道实体质量关乎隧道使用寿命和远期运营安全。隧道建设前期,孙长松和技术团队进行了300多次现场注浆试验,成功攻克了超大直径盾构同步双液注浆工艺。
凭借着双液注浆工艺的成功应用,孙长松和他的团队驾驶着“京华号”盾构机,不断优化掘进参数,成功下穿京哈铁路、城市副中心交通枢纽、地铁6号线等多个特级风险源,地表沉降始终控制在3毫米以内,实现了无扰动穿越。
今年6月28日,北京东六环改造工程西线隧道顺利贯通。令孙长松欣慰和骄傲的是,东六环7.4公里的地下隧道不渗不漏,有效确保了隧道的结构质量和运营安全。
“只有始终保持精益求精的精神,才能建好大国工程。”孙长松说。在施工过程中,他和团队严格实行安全风险分级动态管控、现场隐患排查整治,借助清单化管理、5S管理等手段,抓好安全生产,实现了零伤亡、零事故的双零目标。