2014年年底，我國首臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的大直徑全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM），在湖南長沙中國鐵建重工集團(tuán)有限公司（簡稱鐵建重工）順利下線，將服務(wù)吉林省中部城市引松供水工程。它的成功研制打破了國外在TBM領(lǐng)域長期的技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了我國TBM研制的空白，標(biāo)志著我國在大型高端裝備制造領(lǐng)域取得重大突破。
與盾構(gòu)機(jī)相比, TBM因其對設(shè)備的可靠性和長壽命要求極高，被稱為工程機(jī)械的“航空母艦”和“掘進(jìn)機(jī)之王”，可謂國之重器。一個多世紀(jì)以來，TBM核心技術(shù)一直被國外壟斷，以前國內(nèi)的TBM主要依賴進(jìn)口。為實(shí)現(xiàn)TBM核心技術(shù)突破，國家將其列入“十二五”“863計(jì)劃”和“973計(jì)劃”進(jìn)行研究。
鐵建重工依托國家“863計(jì)劃”“大直徑全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”重點(diǎn)項(xiàng)目支持，聯(lián)合浙江大學(xué)、中南大學(xué)、天津大學(xué)、中國鐵建十八局等共同研發(fā)，結(jié)合試驗(yàn)工程地質(zhì)條件開展關(guān)鍵技術(shù)研究和科技攻關(guān)，大直徑TBM多系統(tǒng)協(xié)調(diào)、大功率、變載荷、高精度電液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成、關(guān)鍵部件狀態(tài)監(jiān)測、診斷、振動分析及減振等核心技術(shù)取得突破。
這臺TBM是鐵建重工針對吉林中部城市引松供水工程輸水總干線隧洞“長距離、大埋深、高水壓、大涌水、易巖爆”等地質(zhì)特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)量身定做的，為敞開式結(jié)構(gòu)，開挖直徑7.93米，總長180米，總重1500噸，裝機(jī)功率超過5000千瓦，集隧道開挖、支護(hù)、出碴、通風(fēng)、排水等功能于一體，能安全環(huán)保高效地一次完成隧道施工，而且每臺售價比進(jìn)口便宜5000萬元以上，施工壽命達(dá)30公里，性價比高，優(yōu)勢明顯。
吉林中部城市引松供水工程本臺掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)長度共計(jì)23公里，工程所在地以低山丘陵為主，地層主要有凝灰?guī)r、花崗巖、閃長巖、灰?guī)r、砂巖、安山巖、泥巖等，沿線穿越斷層。如采用傳統(tǒng)的隧道施工工法，每月只能掘進(jìn)不到160米，而采用這種先進(jìn)的TBM，每月可掘進(jìn)600米以上。
中國工程院院士王夢恕在鐵建重工調(diào)研時說，鐵建重工能做這么大直徑而且是敞開式的TBM很不簡單，起步很高。一般這種盾構(gòu)機(jī)的壽命是20公里，現(xiàn)在鐵建重工的設(shè)備能達(dá)到30公里，降低了施工造價，提升了施工速度，節(jié)約了大量資金。而且敞開式是最先進(jìn)的方法，不會再出現(xiàn)以前雙護(hù)盾TBM經(jīng)常被卡死的情況，充分體現(xiàn)了民族工業(yè)的水平。
“十二五”以來，我國水利水電、鐵路交通、城市軌道交通、礦井等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)全面鋪開，大直徑、大埋深、長距離全斷面隧道工程越來越多地采用TBM施工，國內(nèi)TBM市場需求巨大。大直徑TBM的成功研制，推動了隧道掘進(jìn)裝備產(chǎn)業(yè)升級，代表了隧道施工發(fā)展方向，提升了我國裝備制造業(yè)水平和重大裝備核心競爭力，標(biāo)志著我國現(xiàn)代化隧道施工裝備已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，對于我國高端裝備制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和重大水利工程施工等都具有里程碑的意義。
