陆地“航空母舰”，广州地铁背后的故事---广州行(13)

      听说过陆地“航空母舰”吗？什么是陆地“航空母舰”？哈哈，这次回国才知道国内新闻所说的陆地“航空母舰”是指的何物。

       此次回广州去探亲访友时，乘坐了广州地铁。当进到地下的地铁站时，忽然想起文革时读中学挖防空洞的情形，那时，国家号召大家要“备战备荒”准备打战，于是学校组织学生在校操场旁挖防空洞，男生负责用锄头刨土，女生则负责用竹箩筐将土送出洞外，大概断断续续挖了一年多，我们这帮学生硬是用铁铲锄头刨出了百来米长、两人宽的防空洞，但真要是有敌机飞临我们学校的上空，估计跑得慢的绝大部分同学都只能挤在防空洞外了。当站在地铁车厢内后，心想这地铁的隧道是用什么东东刨出来的呢？

       原来，近40年来，世界上所有地铁的隧道，都是用一种叫着“硬岩隧道掘进机tunnel boring machine(TBM)” 挖出来的。硬岩隧道掘进机（TBM）是集钻凿、掘进、支护于一体，使用电子、液压、激光、信息、遥测、遥控等技术对全部作业进行制导和监控。它被广泛应用于水利水电中的引水隧道、矿山采矿隧道、交通铁路、公路、地铁江河海底隧道、市政地下排水工程、国防隧道等领域。

这是广州地铁的出入口，红色底黄色”Y“形状是广州地铁的标识，代表羊城头上的羊角。

因广州地铁是最近才建造的，所以处处都还很干净。

目前广州地铁里用的电力机车主要采用的是德国西门子的地铁牵引车。

下图显示现在广州地铁所有8条线上使用的牵引系统、信号系统和车厢分别来自德国的西门子、加拿大的庞巴迪、日本的三菱、法国的泰雷兹和合资的南车时代。

这是今年暑假在广州乘地铁时所拍的乘客动态。

尽管我们坐地铁时避开了上下班高峰时的拥挤时段，但其他时间里，乘坐地铁的人还是蛮多，毕竟在夏天坐地铁可以少晒太阳。

几次坐地铁时，发现以年轻人居多，似乎个个人一进到地铁里不是看报，就是看手机。

也有些扣鼻子的

地铁确实给城市人的出行带来了极大的方便，但一般民众很少知道地面上的高铁列车和地底下的地铁所通过的隧道是如何开挖出来的。

      近年来，中国所有城市的地铁隧道全部是依靠进口的隧道掘进机来完成的。据中国工程院院士、隧道及地下工程专家王梦恕的说法：“一台进口掘进机要1个多亿。”而令王梦恕不安的是，目前在国内运作的所有地铁隧道掘进机全部依赖进口。

上图是德国海瑞克隧道掘进机正进行广州地铁隧道作业。

从1997年开始，广州就开始大力发展地铁网络。截至2012年，一共有8条线路，而所有这8条地铁线隧道用的近60台隧道掘进机，全部都是由德国的海瑞克公司制造的。

上图是德国的海瑞克隧道掘进机。

成立于1977年的德国的海瑞克早在2005年就与广重合作在广州设立了“海瑞克（广州）隧道设备有限公司”，在广州进行隧道掘进设备组装、调试、翻修以及掘进刀具的生产制造和销售。

下图是德国海瑞克在广州的装配工厂。

这是隧道掘进机的基本工作示意图，前面的刀具盘以旋转的方式切割岩石后，通过输料器将挖下的碎岩石土料运出隧道外。

世界上最早生产隧道掘进机的美国罗宾斯公司也早于2010年就在中国设立了工厂组装罗宾斯公司生产的隧道掘进机，并开挖成都地铁。

香港港铁也是采用的美国罗宾斯公司隧道掘进机开挖地铁隧道。

这是2011年四川成都地铁开工时，举行美国罗宾斯公司隧道掘进机动工的庆祝场面。

引进美国罗宾斯公司隧道掘进机时的剪彩场面。

直到去年中之前，国内还没有一家能独立生产地铁隧道掘进机。然而，去年底至今年三月，国内一下子突然冒出了三家拥有“自主知识产权”的国产隧道掘进机。

它们分别是2014年12月27日在湖南长沙下线的开挖直径7.93米，总长180米，总重1500吨的隧道掘进机。

2015年1月26日在河南郑州下线的开挖直径8.03米隧道掘进机。

2015年3月26日在兰州下线开挖直径6米的“黄河一号” 隧道掘进机。

      也许是“辽宁号”乌克兰航母带给国人的兴奋延续，再加之开挖直径6米～8米直径进口隧道掘进机每台要1.7亿一台之故，于是国内权威新闻便以“航空母舰”来比喻隧道掘进机，并称以上的三台是“掘进机之王”，国之重器，打破了一个多世纪以来国外的垄断。

      或许是国内第一次能自己生产组装隧道掘进机，所以三地都不约而同地为“掘进机之王”披红挂彩热闹庆祝一番，并且不相关的领导都来剪彩，个个都站在第一排拍照，而技术员和工人都只能作为陪衬地站在后面。

         看看日本的隧道掘进机吧，先不说它有多大，只要看看这巨无霸隧道掘进机前合影的人，能分得出谁是领导谁是工人吗？

下图这些日本及世界几个主要隧道掘进机企业制造的“巨无霸”前的合影，无一例外都分不出领导和工人。

        说到“掘进机之王”，有必要说说邻国日本的的隧道掘进机。

         在日本， 制造隧道掘进机的著名企业有三菱、川崎、小松、日立、石川重工等。三菱早在1939年就开始制造手掘掘进机，从1960年到现在，单是三菱一家就制造了近两千台隧道掘进机。而世界最大的“掘进机之王”，其实是日本日立制造的隧道掘进机，这个隧道掘进机开挖直径高达17.48米之巨，一台造价便高达5亿之多，尤其令人震撼的是，这个“掘进机之王”的推力相当于50个波音747巨无霸飞机的推力，而启动它的电力竟高达50万个100瓦的灯泡！这才是名符其实的“掘进机之王”。

日本三菱企业早在1987年就参与建造了连接英法两国的英吉利海峡隧道，挖通海底隧道的掘进机就是用的两台日本三菱的。

        三菱重工是目前世界上超大型隧道掘进机的供应商，很早以前就为中国湛江2.7km长的供水隧道提供过直径6.26m的隧道掘进机，1992年为法国里昂高速公路制造了直径为10.96米的隧道掘进机，前年为西班牙高速铁路和马德里M30高速公路提供两台直径为达15米的隧道掘进机，还为新加坡汤姆森线T207和T212标段和印度德里和多哈地铁隧道提供超大型隧道掘进机。

这是为西班牙高速铁路和马德里M30高速公路提供的直径为15米的隧道掘进机，下图是用直径15米隧道掘进机挖出的隧道示意图。

下图是三菱巨型隧道掘进机参与卡塔尔造价达350亿美金的22公里长的多哈地铁隧道施工。

下图是三菱重工与美国罗宾斯公司有着20年的合作经验，现在正参与美国纽约第二大道的地铁隧道开挖。

纽约人又有福气了，明年将会有条世界上最先进又漂亮的地铁。纽约第二大道地铁项目总体规划用时75年，总投资超过170亿美元，挖掘出的岩渣重量将高达数百万吨，整个项目预计于2016年底竣工。

届时将把纽约哈莱姆区和下东城连接在一起，为数十万人的出行带来便利。如果纽约是世界的心脏，这条地铁线路便是纽约的一条主动脉。

下图是三菱重工制造的世界上第一个大型三体隧道掘进机。

这是三体隧道掘进机挖出的隧道示意图。

      而在美国西雅图今年底将完工的世界上最大的隧道则是由日本日立的隧道掘进机开挖的，这个隧道掘进机的直径有多宽？17.48米！

这是两年前巨轮将世界上最大的、日立制造的隧道掘进机由日本本土运来西雅图时的情景，直径达17.48米的隧道掘进机被分成了四段才能装上巨轮。

到达西雅图后还得用特制的车将其运往工地。

       这个世界上最大的掘进机，足足比中国今年首次下线、直径才8米的隧道掘进机整整多出了9米多！ 国内那个直径8米的居然有1500吨重，而日本这个直径17.48米的才 900吨重，因为中国的全是用钢铁打造，而日本的却采用了节省材料减轻重量的聚酯合金高科技材料，两国的“航空母舰”掘进机完全不是一个等量级别。

       上图是日立这个直径17.48米隧道掘进机的电力推动系统，这个“掘进机之王”的推力相当于50个波音747巨无霸飞机的推力，启动它的电力竟高达50万个100瓦的灯泡之多！

         日立的这个机身前面约有300个合金制作的盾构刀片在机体前端旋转，最大时速为3.6米，是以往同类机器的三倍。可以一边挖岩石泥土一边前进。还可以从挖掘机内部更换部分盾构刀片，从而提高更换工作时的安全性。同时可以安装隧道的墙面，见下图日立挖掘机开挖西雅图隧道安装隧道的墙面。

      美国西雅图街区贯穿南北的高架桥出现了老化现象，因此用地下隧道取代高架桥，这是西雅图阿拉斯加高速公路隧道的示意图，17.48米宽的隧道分为三层，是世界最大直径的多功能隧道。

这是现在正施工的西雅图阿拉斯加高速公路隧道内景。

正在装配施工的西雅图阿拉斯加高速公路隧道标准预制件。

       不比较，就不知道差距！不加强对知识产权的保护，便没有一个激发创新的环境。没有创新的动力，一味抄袭和山寨，又怎么能跟上科技快速发展的步伐。要想成为真正的强国，别说要追美国了，哪怕只是紧跟邻居日本不掉队，中国要追赶的路依然漫长漫长。