北方重工设计制造的“奋进号”TBM。孙 奇 摄
核心提示
作为我国重要的工业基地，辽宁素有“共和国装备部”的美誉。诸多领域的国家重大工程中，都有“辽宁制造”的参与和贡献。
近日，随着新疆某民生工程项目最后一段岩壁轰然碎落，由北方重工设计制造的“奋进号”TBM成功贯通，创造了单机掘进26.521公里的世界最长纪录，彰显“国之重器”的磅礴力量，为“大器”辽宁再添新的注脚。
勇往直前
彰显“中国智造”风采
全断面隧道掘进机是一种直接服务于大型工程的关键设备。因其掘进时只能进不能退，也被称作“勇往直前的大力士”。北方重工是我国最早进行该领域研发制造的企业。
新疆该工程项目所在地隧洞地质条件复杂，较坚硬围岩占比约93.73%。“比如说超硬岩，强度达到200兆帕以上，还有大面积的软岩破碎带，这就要求我们的掘进机要针对不同地层、不同岩层的情况，进行有针对性的设计。”北方重工隧道掘进工程技术公司技术负责人许成发介绍说。
对地下掘进而言，不同性质的地层施工难度差异很大，而在复杂的地质条件下，难度会成倍放大。长时间、长距离连续掘进，国产设备能不能经受住考验？
面对疑虑与担忧，北方重工不负众望。基于全断面掘进机国家重点实验室的技术储备，结合北方重工滚刀布置计算方法及北方重工滚刀分布合力矩校核方法，设计人员优化了刀具选型和轨迹分布，在国内首次选用了20寸盘形滚刀，多种创新技术和设计叠加，保障了该产品在应用中的优异表现。
掘进期间，“奋进号”硬岩隧道掘进机设备完好率达到96%，在刷新单机掘进最长世界纪录的同时，还创造了最高月进尺752米、最高日进尺40.3米的掘进纪录。
合作创新
推进隧道掘进技术产业化
体型庞大、只进不退的掘进机，其实离日常生活并不遥远。人们常说的盾构机，也是全断面隧道掘进机的一种，广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊、铁路及公路隧道等工程，具有安全、快速、高效、不受气候影响、有利于环境保护和降低劳动强度等特点，可实现绿色施工，且安全保障程度高，成为隧道施工的主流技术和发展方向。
北方重工技术、产品的发展，始终与辽宁、沈阳的城市发展同频共振。坚持合作创新的发展模式，北方重工从2003年起步，进入全断面隧道掘进机的研发领域，并取得了较好较快的发展。
2006年，北方重工制造的首台直径5.93米硬岩双护盾隧道掘进机成功下线；同年6月，北方重工击败多家国外竞争对手，一举独揽6台大型泥水平衡盾构机制造合同，创下了国内盾构机国际竞标的历史纪录；2007年，北方重工并购法国公司，2016年并购美国公司，跻身国际化市场前列，跃居世界级盾构机研制基地。
北方重工等中国企业通过走批量化设计制造国产隧道掘进装备的路径，推动我国隧道掘进技术迈上了产业化发展道路。
合力攻关
拓展国产化发展道路
隧道掘进机结构复杂，是一种汇集机械、电控、液压等多种技术于一体的高端装备，上万种零部件配合，才能确保在地下施工过程中万无一失。
凭借对隧道掘进技术的理解和多年制造隧道掘进机的经验，北方重工隧道掘进机的国产化率不断提升，但主轴承却一直依赖进口。为了啃下这块“硬骨头”，中国科学院金属研究所联合北方重工，在沈阳市政府大力支持下，对隧道掘进机主轴承发起攻关，先后攻克了十多项关键核心技术难题，最终打通了隧道掘进机自主可控制造的“最后一公里”。
在试验过程中，北方重工技术人员采用盾构网控数据平台进行管理，对推力、扭矩、转速3个现实应用参数全程监测并留存记录，对掘进设备在不同地层中多种掘进参数组合下的主轴承运行状态进行监测；主轴承驱动电机电流正常，齿轮油及主轴承温度正常，主驱动系统运行良好，“机、电、液”各系统均达到使用要求……国产化验证工作圆满完成。
经过20余年探索，如今，北方重工已掌握了具有自主知识产权的土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机、全断面硬岩隧道掘进机、煤矿巷道掘进机等一系列隧道工程装备的设计研发和制造技术。仅盾构机就已累计制造300余台，大幅降低了国内市场的产品价格，为我国节省了大量建设资金。
在这里，以“技术裂变”赋能新领域创新发展，正在成为转化、培育新质生产力的有力途径。创新发展，勇往直前，打开无限可能。
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“奋进号”TBM
由北方重工设计制造的“奋进号”硬岩隧道掘进机，全名为“φ7.83米敞开式岩石掘进机”，是全球范围内首台设计寿命大于33公里的硬岩隧道掘进装备，技术实力达到世界顶尖水平。其作为核心设备，在新疆某民生工程项目中奋战了7年之久，并创造了单机掘进26.521公里的世界最长纪录。
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