工人日报-中工网记者 蒋菡
可能没有人会想到，一个个关于盾构机的奇思妙想会从一张张小纸条开始。
李建斌总是随身带着一沓小纸条，一有盾构机设计方面的想法就画下来，“有时半夜醒了有灵感也会画下来”。这样的纸条，他已经画了七八百张。
上天有“神舟”，下海有“蛟龙”，入地有“盾构”。盾构机是集机、电、液、气、传感于一体的大型自动化掘进设备，被称作“工程机械之王”。
作为我国盾构机自主化研制和产业化的开拓者，中国中铁高级专家李建斌在过去20多年里带领团队潜心钻研，使盾构机成为高端制造的“国家名片”。
目前，由中国中铁研制的盾构机已累计生产1700余台，连续8年产销量世界第一，出口至全球30多个国家和地区，安全掘进总里程超5000公里。
“造出中国自己的盾构机这个最初的梦想早已实现，现在的梦想是让掘进更好更快更安全、省人省钱省时间。”6月5日，李建斌对《工人日报》记者说。
不再害怕打长大隧道
在南水北调后续工程首个开工项目——引江补汉工程建设现场，我国自主研制的最大直径双护盾TBM（硬岩掘进机）“江汉平安号”正以日掘进11米的速度助力国家水网建设。
“‘江汉平安号’集成了智能掘进、常态超前钻机系统等11项创新技术，比使用传统钻爆法的施工工效提高了3到4倍，创下了同类型地层掘进速度的新纪录。”中铁三局引江补汉项目总工程师符海斌介绍说，他们正探索形成复杂地质条件下超长隧洞掘进的成套技术。
“江汉平安号”就是李建斌带领团队研制的。“饮水工程的隧道通常比铁路隧道长很多，技术的进步让我们不再害怕打长大隧道。”李建斌不无骄傲地说，“过去长隧短打，不知道要挖多少个斜井、多少个竖井。”
为了确保超大断面开挖安全高效可靠，这台盾构机在结构强度、换刀便捷性、刀具布置、结构分块、空间布置等方面进行了针对性设计。另外，针对超硬岩掘进，他们采用72毫米小刀间距设计，刀具采用20寸大直径高性能滚刀，并配置刀具状态检测系统，提高破岩效率。
让盾构机刀盘像伞一样打开
2017年，浩吉铁路白城段要挖一段马蹄形隧道。盾构机怎样设计效率最高？“没有任何经验可借鉴，我们就凭着想象去设计。”李建斌说，他们反复布置刀盘、计算如何协同，努力把盲区最小化，得到最优解。
最终，团队研制出世界上第一台马蹄形盾构机，可以减少挖土量15%，原计划3年的工期，他们仅用13个月就干完了。这一成果后来获得国家科技进步奖二等奖。
平时，来自各方的盾构机难题都会找上门来，请李建斌这个“超强大脑”出主意。很多时候，他会坐在办公室静静思考，一旦想出点眉目，就赶紧画下来。
针对行业痛点，他还画了一些“概念机”。比如，他画了一台伞形TBM的草图，旁边标注着“伞形直径5米，径向可以加大至5.5米”。
“我想让盾构机刀盘能像伞一样打开。”李建斌解释说，“每个盾构机都可能会遇到地质软硬变化太大的情况，要是能在掘进时加大洞径，就能把变形量预留出来。”
这项创新从2021年开始，到2024年定型，他先后画了几十张小纸条。目前，理论研究和实验阶段均已经结束，正准备在工程中进行应用。
“一键启动，智能掘进”
为了打破隧道掘进设备被国外垄断的局面，2001年，“隧道盾构机关键技术的研究”被列入国家863计划，中铁隧道局成立盾构机研发项目组，李建斌成为项目负责人。
经过科研人员共同攻关，一个又一个关键技术相继被突破。2008年，中国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构——“中铁1号”成功下线。自此，中国盾构实现了从0到1的突破。李建斌也先后获得国家科技进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖、国家专利金奖、中国优秀工业设计奖金奖等奖项。
随后，中铁装备集团成立，盾构机产业化之路开启。在2018年的“顶峰期”，订单多达200多台。
一台盾构机的零部件超过2万个，单是控制系统就有2000多个控制点。目前我国盾构机制造已基本解决“卡脖子”问题，所有零部件都能国产。
眼下，李建斌正带领团队研究盾构机的智能驾驶。在他的想象中，未来的盾构机可以“一键启动，智能掘进”。朝着这个方向，他那一张张小纸条上还会画出更多奇思妙想。
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