女总工王杜娟:柔肩扛起中国盾构机的“突围”重任

作者: 越女争锋

动辄几层楼高、几千吨重的庞大盾构机,是隧道施工中的“钢铁穿山甲”,这件大国重器的研发制造曾长期被国外垄断。然而,她用柔弱的肩膀扛起了中国盾构的大旗,不断刷新中国创造的一项项纪录,让中国盾构机实现了从落后到领跑的华丽转身。她就是中铁工程装备集团有限公司工业总工程师兼中铁装备首席专家王杜娟。

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王杜娟在公司大会上发言
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王杜娟和团队成员在一起

打破性别偏见,研发盾构机

王杜娟,1978年出生在陕西省扶风县的一个农民家庭,从小就跟着父母在地里除草、收种庄稼,养成了不怕吃苦的坚韧性格。19岁那年,她考入石家庄铁道学院机械工程学院,就读工程机械专业。

2001年7月,王杜娟大学毕业,进入中铁隧道新乡机械制造公司工作。初入职场,在男性主导的机械行业里,大家觉得一个柔弱的女孩子吃不了什么苦,重大的活儿都不安排她。

“这样下去,我将永远原地踏步。要改变别人的看法,我得先从改变自己开始。”王杜娟不甘心被看轻,狠下心剪去一头飘逸的长发;她工作起来充满激情和干劲,修机器、拆零件、钻隧道、爬高坡、开行吊样样不落,半点不输身边的男同事。如此一来,同事们都对她刮目相看。

积累实践经验的同时,王杜娟也十分注重理论研究。白天,她虚心向老师傅请教,并通过实践操作解决问题;晚上,她在宿舍里翻阅专业书籍,认真研究操作机械和操作步骤背后的原理。渐渐地,她被公司委以重任,成为全车间第一个女项目负责人,先后负责完成了南京地铁后配套碴车设计制造、开敞式混凝土罐车封闭式改造等项目。

但不久后,王杜娟遇到了难题。当时,中国基础设施建设热潮涌起,盾构机作为隧道施工必不可少的核心设备,需求大增。可国内的盾构机制造技术一片空白,盾构机完全依赖进口,不仅价格高,维修保养也受制于人。

有一次,在使用德国盾构机时,王杜娟发现其图纸有多处错误,便联系了设计方。然而,外国专家人还没到,就先提出了诸多要求:住五星级酒店,由中方负责所有差旅食宿事宜,周末不加班,每天工作8个小时,每人每天的工资1万元。尽管觉得屈辱,可在残酷的现实面前,公司最终还是接受了外国专家提出的各种不合理要求。

站在隧道施工现场,看着外国专家趾高气扬地开着“处方”,王杜娟心里很不是滋味儿。关键技术受制于人、采购成本昂贵,更是让她感到十分无奈。由于每条隧道的开挖尺寸都不相同,所以当完成一条隧道的挖掘后,除了核心零件、刀件和壳盘等部件,盾构机的其他部件往往都没办法再次使用。

而中国要实现繁荣富强,基础设施建设是重点。崇山峻岭间,隧道亟待开挖;广袤大地上,铁路急需贯通。如果继续依赖进口盾构机,每次采购都要面临外方的漫天要价,长此以往,得耗费多少资金来购置盾构机呢?这件事情就像一根刺扎在王杜娟心中,她暗下决心:一定要制造出中国人自己的盾构机,绝不再受这样的气。

攻克技术壁垒,打破垄断

为打破国外技术垄断的局面,2002年,国家“863”计划将盾构技术列为重点攻关项目,中铁隧道集团承担了这个艰巨的任务,24岁的王杜娟成为项目组的18位成员之一。当时,团队面临的是没有技术、没有指导的困难局面,一切都要从零开始。别说研究盾构机了,很多人甚至连盾构机都没见过,但大家心里都憋着一股不服输的劲儿,一定要研发出中国自己的盾构机。

盾构机是集机、电、液、气、传感于一体的大型自动化掘进设备,零部件多达1万余个,仅一个控制系统就有2000多个控制点,内部结构复杂,建造难度极高。为了弄清楚它的原理和结构,团队做的第一件事,就是实地观察盾构机。为此,团队几乎跑遍了所有地铁施工城市,在地下隧道里,零距离观察一台又一台盾构机。王杜娟还经常钻进盾构机狭小的操作舱和设备舱,一待就是好几个小时。

“你们总共见过几台盾构机,还想自己制造?真是异想天开!”质疑声接踵而来,但团队没有丝毫退缩,仍一边深入研究国外盾构机的结构和原理,一边收集资料,哪怕是一张国外盾构机的照片、一份简单的技术参数说明书,团队都如获至宝。

可在实际研发过程中,技术难题还是如大山般横亘在他们面前。其中,刀盘堪称盾构机的“心脏”,其性能直接决定了盾构机在不同地质条件下的掘进效率和稳定性。国外对这一核心技术严防死守,王杜娟和同事们没有任何参考资料,只能摸着石头过河。

在一次关键的试验中,团队对前期设计制作的刀盘进行模拟掘进测试,然而刀盘仅运转不到半个小时就出现了严重变形,刀盘上的刀具也磨损严重,部分刀具甚至脱落。看着实验结果,大家的心情跌入谷底,有人开始小声嘀咕:“这都试验了多少次了,咱们是不是根本制造不出盾构机?”

已是团队核心成员的王杜娟听在耳里,急在心上,但她从未想过放弃。白天,她带领团队守在施工现场,详细记录盾构机在不同地质条件下的掘进数据,仔细观察刀盘的运行状况;晚上,大家回到办公室分析数据,探讨优化刀盘的方案。经过两年共100多次的反复排查测试,不断调整刀盘的形状和刀具的布局,终于设计出一款性能优良的刀盘。

2008年4月,王杜娟和团队成员成功研制出我国第一台拥有自主知识产权的复合土压平衡盾构机,随后被应用到天津地铁项目中。专家们一致认为这台盾构机的整机性能达到国际先进水平,尤其在多项关键技术领域实现了重大突破,填补了我国在这一领域的空白。

唯创新者胜,引领世界技术潮流

第一台国产盾构机成功上线,只是王杜娟实现“科研报国梦”的第一步。她深知,要想在国际市场上立足,就必须不断创新,提升产品性能。她带领团队持续加大研发力度,针对不同的地质条件和施工需求,研发出各种类型的盾构机。在软土地层,他们研发出了适应淤泥质土的盾构机,有效解决了控制地面沉降的难题;在硬岩地层,他们研发出了大扭矩、高强度的盾构机,显著提高了掘进效率。

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王杜娟在施工现场

王杜娟还把目光投向了国际市场。2012年,凭借过硬的技术和出色的设计方案,王杜娟和团队成员成功制造出马来西亚订购的2台盾构机,这标志着中国中铁盾构机实现了“迈出国门、走向世界”的梦想,其中一台盾构机更是创造了月推进347.2米的施工记录。

2014年5月10日,习近平总书记来到中铁装备视察,王杜娟当面向总书记汇报研发的产品。总书记认真倾听,不时点头,鼓励大家掌握更多核心技术,让中国品牌叫响世界。

“总书记的话一下子让我们心明眼亮。”王杜娟牢记总书记的嘱托,带领团队不断突破多项关键核心技术,一个个“世界首台”相继亮相。2015年,研制出世界首台马蹄形盾构机;2020年,研制出世界首台最大断面矩形盾构机;2023年,研制出世界首台绿色盾构机……一系列新产品的问世,不断推动“中国制造”向“中国创造”跨越。

王杜娟在不断的奋战中收获了“茅以升铁道科学技术奖——铁道工程师奖”“詹天佑青年奖”“全国五一巾帼标兵”“最美科技工作者”等多项荣誉,她说:“个人的力量,只有与国家民族融合在一起,才能焕发出惊人的力量。”

从事科技创新工作,如何平衡家庭和工作的关系是王杜娟常被问到的问题。她坦言,没有兼顾和两全,事业上需往前冲,家里也要安顿好,肯定有人在默默付出。她无比感恩家人对她的坚定支持,是家人让她有力量在盾构机研发这条充满挑战的道路上奋力奔跑。

2024年担任中铁装备首席专家后,王杜娟比以往更忙了,很多次回家,整个城市已经沉睡,客厅的灯却还亮着,丈夫坐在沙发上睡着了,锅里还留着为她准备的饭菜。她轻轻唤醒丈夫,丈夫没有丝毫抱怨,只是睁开惺忪的眼睛,体贴地说:“工作别太累,身体最重要。”明明是简单的话语,却让王杜娟眼眶湿润。

在中铁装备的车间里,有一条标语特别醒目:“造中国人自己的盾构,造中国最好的盾构,造世界最好的盾构。”从业24年,王杜娟正是怀揣着这样的信念,从一名普通的工程机械专业毕业生成长为我国盾构行业的顶级专家。她主持设计了1400多台盾构设备,攻克多项世界性施工难题,她是中国盾构机设计制造技术从“追赶”“并跑”到“领跑”的见证者和创造者!

2025年3月,全国两会在北京召开,作为全国人大代表的王杜娟围绕制造业高质量发展建言献策。当谈到中铁装备近年来在持续推动产业升级方面的成效时,她自豪地说:“不管是品牌影响力还是综合实力,中铁装备都已经位于世界首位。”未来,她将继续用科技造福人民,致力于打造世界一流盾构机品牌,为中国建设“制造强国”贡献力量。

责编/高爽

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