原题:过江龙成长记 ——管道四公司盾构技术引进消化吸收再创新历程解读

   2014年9月8日,浙江温州,甬台温天然气管道最大的关键控制性工程——瓯江盾构隧道提前贯通。至此,被石油管道人称为“过江龙”的盾构机,在管道四公司手中已经17次应用盾构技术进行江河穿越,累计隧道掘进已超过24200米。回顾四公司盾构员工驾驭过江龙的进步过程,可以更深刻体会一个道理——技术可以引进,而技术能力不能引进,唯有踏踏实实消化吸收再创新,才能在国内外盾构非开挖市场享有一席之地。

引进初期,24小时追着“洋专家”满工地跑
  在非开挖施工领域中,盾构是一种使用较为广泛的先进施工法。无论是在山间、水底,还是在城市地下,它就像一条巨龙,头顶大刀盘,削吞土石,与刀盘舱泥浆混合后传送至地面,同时,一块块拱型预制件被机械臂转举到需要的位置,拼结成坚固的隧道。在管道建设中,常用于穿越江河湖海等重点控制性工程。
2002年,为调整产业结构,实现跨越发展,管道局决定从德国引进盾构施工技术,并将这一任务交给了管道四公司。以李胜新、刘广仁为首的第一批盾构人,远赴德国,近访高校,多方求教业内专家,了解盾构设备构造,掌握盾构机操作技能,取得海瑞克公司颁发的培训合格证书和潜水作业证书。
  “那时候人员和技术资料都很紧缺,只能24小时追着‘洋专家’满工地跑,查图纸、翻资料、学知识,不放过任何一个细节,从一点一滴中积累。”谈到创业之初的艰难,盾构管理中心经理常喜平感慨万千。
  2002年底,管道四公司首台盾构机在湖北宜昌开始组装,为忠武线的“川气出川”穿越长江。“面对这个集机、电、液、传感、信息于一身的现代化隧道施工装备,当时外国专家觉得我们不懂技术,对我们的态度傲慢,只让我们边看边学,很少让我们动手。”四公司总经理刘广仁提起当年刚接触盾构机时的情景,一切还历历在目。
  盾构机开始组装后,以刘广仁为首的几名大学生,借助自己精通英语的优势,主动承担起十几位“洋专家”工作交流和日常生活的翻译工作。白天跟着“洋专家”满工地跑,协调盾构施工掘进,晚上拿着从“洋专家”那拷贝来的英文资料,对照盾构机图纸深入学习。通过不断地交流,刘广仁渐渐摸透了“洋专家”的“脾气”,工作之外,他们会一起喝点啤酒、打个赌……“洋专家”放松了警惕,而刘广仁这帮人见缝插针,更抓紧了对盾构技术的学习。
  盾构掘进后,两名“洋专家”轮流操作设备,只让刘广仁他们按按钮。为了尽快独立操作盾构机,刘广仁每天下井都带着几张操作面板的图纸,看着“洋专家”按到哪个钮,就在图纸上标注序号,下班后对照电脑记录的掘进参数,模拟盾构操作。盾构试掘进结束后,刘广仁买来啤酒找到“洋专家”,打赌自己可以独立操作盾构机了,赌注是一箱啤酒。
  第二天,刘广仁和同事对照着以往的模拟操作,在长江底独立地驾驭着盾构机缓缓向前推进。“我们没想到你们学得这么快。”德国专家自掏腰包兑现了承诺。
2004年4月20日,全长1400米的宜昌长江盾构隧道顺利贯通,盾构技术成功运用于管道施工建设,打造了“中国石油第一盾”品牌。

突破封锁,给“洋盾构”装上一颗“中国心”
  自2002年以来,四公司盾构人的施工足迹遍布吉林、甘肃、湖北、江西、浙江、广东等省的江河两岸。他们驾驭着盾构机完成了各种复杂地质的施工,历经长长吉松花江盾构-40℃的考验、西二线北江盾构40℃的洗礼。翻开四公司的盾构史,难关与挑战一直伴随其左右。但在盾构人的心目中,“攻坚克难、战则必胜”的盾构精神始终在心中萦绕。
  2005年,承担首个工程掘进的盾构设备,要再去湖北黄石“服役”,但由于穿越地质不同,这台盾构机要进行适应性改造。然而设备配件全是进口货,国内没有,进口周期都在6个月左右。为了技术保密,德国海瑞克公司只给了一本使用手册,所有配件都是一串数字的订货编号,根本没有详细参数。
  怎么修?怎么替换?从哪儿着手?都不知道。求助海瑞克公司,他们漫天要价,仅盾构机刀盘改造费用就高达千万。他们摆明了,就是想依赖设备制造商的优势,吃定中国人一辈子。
  “这种被‘洋专家’牵着鼻子走,‘洋配件’一统天下,盾构施工受制于人的局面必须得到改变。若这样一直下去,兄弟们用血汗换来的那点利润,都被他们刮走了。”项目经理李胜新坚定的说。
  国产化改造,这个大胆的想法第一次被深刻地印在盾构人心里。他们首先从盾构刀具开始,在国内订制完成并通过了“破坏性”试验。在黄石长江盾构工程中,他们先安装上两把国产刀,进行了100米试掘进,工作人员进舱检查后发现,国产刀具磨损量小于进口刀具,刀具国产化研究实现了“零”的突破。
  凭借勇往直前的创新精神,四公司盾构人在广东LNG珠江盾构,川气东送长江盾构、金陵石化长江盾构工程中,攻克了带压进舱修复最大磨损量达60毫米大刀盘、首次在卵石层中带压更换刀盘主轴承密封、0.65兆帕超高水压下盾构掘进等技术难题。创造了国内隧道卵石层掘进长度、国内小盾构泥岩层单月累计掘进320米的两项纪录,盾构机刀具、液压、电器等配件实现国产化,让进口的“洋盾构”完全适应了中国环境。

坚持创新,从学“洋师傅”到带“洋徒弟”
  进入2009年,伴随西二线五条盾构工程的相继开工建设,四公司盾构项目从消化吸收和技术攻关,迈入了“跨越发展”的新阶段。
  西二线钱塘江盾构工程全长2792米,是国内采用盾构工法穿越距离最长的小型盾构隧道。为了解决盾尾密封系统寿命影响隧道防水质量的问题,他们查阅以往工程相关资料,多方调研,将盾构机出厂时的三道钢丝密封改成四道,外加两道橡胶密封刷和一道应急充气密封刷,从而有效解决了盾尾密封系统在高水压、复杂地质环境掘进过程中的渗漏水难题,该技术的成功应用,获得了国家知识产权局颁发的专利证书。
  2011年,海瑞克公司售后人员现场观摩后,直呼“不可思议”,并特意委派技术员缇姆席勒,来到钱塘江盾构学习在设备保养、科技创新、文明施工等方面的先进管理方法。
  缇姆席勒第一天穿着新工鞋从隧道内走出来后,发现鞋面鞋底没有沾上半点泥土。他惊讶了:“真是没想到!你们是怎么做到的?”
  项目总工张湘璞回答:不停地创新。
  三个月的学习很快结束了。缇姆席勒回国前,他脱下自己的工作服,要求换一身标有“中国石油”字样的工作服作为纪念。
  从最初购买第一台机器谈判时连提啥问题都不知道,到如今拥有工法、课题、技术革新、专利等成果126项,基层群众性技术创新400余项。德国人的确没想到自己的技术封锁,逼出了这样一群人。当初机器出了问题,他们不给支招,派来的“洋专家”从上飞机开始计时,1小时80欧元,来了在设备上画个圈圈,告诉你毛病就在这儿,然后维修费用再单算。如今,中石油盾构团队的创新竟然一次次“逼”着他们完善盾构机设计方案。
  在技术上让“洋专家”信服的同时,也激发了中石油盾构人新的思考。他们要走一条具有中国特色的设备发展道路,将更多的技术创新变成专利,让如今的“洋徒弟”尝尝他们当年创造的“恶果”。
  2014年,管道四公司盾构业务第一次在城区环境中,完成建筑物布置极其密集、结构稳定性极差的隧道掘进,并首次实现了水平曲线段盾构掘进技术在国内油气管道施工领域应用,翻开了盾构施工崭新的一页。当年的第一代盾构司机刘广仁,也已经成长为盾构技术专家,走上了四公司总经理的管理岗位。以他名字命名的“刘广仁工作法”,有力地推动了盾构项目科学管理,夯实了基层建设,彰显了盾构品牌,在管理、安全、质量、文化等方面赢得业内和社会的广泛赞誉。
  12年可以实现什么?对中国石油的盾构人来说,他们实现了从无到有、从小到大、从弱到强的蜕变。如今,引进吸收再创新已成为中石油盾构业务发展的新动力。


作者简介:

宋洋,中共党员,中国石油天然气管道局第四工程分公司技术员。参加工作以来,他先后在工人日报、浙江日报、广州日报、中国石油报等石油化工行业内媒体发表文章千余篇。荣获中华全国总工会安全电视新闻奖二等奖、中石油集团公司新闻一等奖、中石油管道局新闻一等奖等诸多荣誉。