攻克“卡脖子”关键部件的二本“学长”

在江苏省常熟市，有这样一位“学长”，他毕业于二本院校，从技术工人做起，用了14年，一步步成为总工程师，现在领导着上百人的博士、硕士研发团队。这不是网络小说里的励志“爽文”，而是杨辉的真实人生。

今年36岁的杨辉，是中交天和机械设备制造有限公司总经理助理兼执行总工程师。加入中交天和近十年来，他带领团队，推动超大直径盾构机多项关键技术和部件自主化，打破了外国公司的垄断，目前，多台国产盾构机已投入使用，有的还走出国门，服务“一带一路”沿线国家和地区。

攻克“卡脖子”的关键部件

10月12日，直径16.09米的国产盾构机“聚力一号”在江苏常熟中交天和总装车间下线。盾构机是隧道建设的利器，尤其是直径14米以上的超大直径盾构机，更是“大国重器”，过去一度被外国产品垄断，关键部件还被“卡脖子”。

时间回到2010年，中国交建承接南京纬三路过江通道项目(现扬子江隧道)，需要两台开挖直径达15米的盾构机。外商每台要价7亿元，交货时间也不能保证。

当时整个项目的预算才50亿元，买不起也等不起，这件事促使中国交建整合盾构机研制力量，在江苏常熟成立中交天和。

历时14个月，6700多张图纸、10万多个零部件，中交天和拿出了第一台泥水气压平衡复合式盾构机“天和号”，摆脱了对进口盾构机的依赖，但一些技术和部件仍需要外方支持。

“师傅教徒弟，肯定会有所保留。”杨辉回忆，“直径6米级的地铁盾构设备，用的就是外方的主驱动，出了问题去现场还得带上外方专家。”

2011年底，杨辉从振华重工调入中交天和，交给他和技术研发团队的一项重大任务，就是实现主驱动的自主化。

如果说主驱动是盾构机的“心脏”，那轴承就是主驱动的“心脏”。因此，轴承是盾构机技术自主化之路上必须拿下的一关。

但盾构机轴承对钢材精度要求极高，当时国内还缺乏相应的制造能力，某地曾使用过配置国产轴承的盾构机，结果在掘进中发生故障，最后别无他法，只能就地回填埋入地下，造成巨大损失。

而当时摆在杨辉和团队面前的，不仅是钢材的问题，设计师们甚至连轴承如何选型都无从下手。杨辉带队拜访国内外高校、知名企业，但对方要么不掌握相关技术，要么只能提供上世纪七八十年代的经验。

“虽然国外先进技术不对我们开放，也不能仅凭他们已经落后的经验来解决问题，但在学习过程中，我们的思路越来越清晰了。”杨辉说，经过两年多的集体攻关，到2018年，团队基本攻克了包括主驱动在内的各个子系统。

2019年，用于建设南京和燕路过江通道的盾构机“振兴号”下线，它的直径达15.03米，首次集中应用了中交天和自主研发的常压换刀装置、刀盘伸缩摆动装置等国产核心部件，并且是首台应用管片智能拼装系统的国产盾构机，操作员可“一键”完成隧洞管片的自动运输、抓举和拼装，在提高效率的同时减小施工误差。

“它标志着我们已经掌握了超大直径盾构机的设计制造技术。”杨辉自信地说。

3年上万次试验突破核心技术

上面提到的常压换刀，就是杨辉所说“领先于国外”的核心技术之一。

2021年春节前夕，记者曾到南京和燕路过江通道施工现场采访，一直走到了盾构机最前端的刀盘位置，江面下近70米深处，工作人员正进行换刀作业，大家身着工作服、头戴安全盔，与在地面并无二致。

这个看上去普普通通的作业场景，就是常压换刀技术的实际应用。

常压换刀与带压换刀对应。盾构机如“土行孙”在地层中穿行，要顶住相当于几十甚至上百米水深的高压，而刀盘切削岩土，磨损强度很大，经过一段时间就必须拆换。

“城市地铁盾构深度一般在20米左右，压力尚可承受；而长江隧道往往深度大于60米，带压换刀不仅要聘请身体素质好的专业潜水员来作业，还要设计一套氦氧饱和环境，人员持续在里面生活、工作，一般三个月轮换一次，综合成本高达上亿元。”杨辉说。

而常压换刀，就是把裸露于岩土地层中的盾构机刀盘做成“实心”的，将高压隔绝在外，这样盾构机内部就能维持一个标准大气压。

原理听上去简单，关键要研制出一套高可靠性闸门系统。

“外国公司虽然有这个技术思路，但具体设计不对，应用上不成功。”杨辉告诉记者。

超大直径盾构机的刀盘上有数百把刀，要实现常压换刀，一把刀就需要一个闸门，“从国外买，一个闸门要七八十万，配套维修包上百万，加起来又是上亿元。我们不想再为换刀花这么多钱。”杨辉说。

为了保密，杨辉和团队到邻省找了一家生产普通机械的企业，在别人的厂房里做试验。“从2016年立项到2018年成功，我几乎每个节假日都过去，3年做了上万次试验。”杨辉说，这套闸门系统仅2000多万元，不仅控制了工程成本，更重要的是大大减小了工作人员的安全风险。

面壁十年图破壁。关键技术的突破、核心部件的自主化，显著降低了整机成本，适逢国内城市地铁、隧道建设需求旺盛，盾构机产业也迎来快速发展。中国工程机械工业协会发布的数据显示，2020年国内市场工程机械自给率已达96%以上。

一名技术工的“逆袭”

2007年，22岁的杨辉从江苏一所二本院校毕业，通过校园招聘入职上海振华重工，成为一名现场技术工。

“当时的想法很简单，上海那边待遇好，回家也方便，但到了岗位上还是不大适应。”杨辉回忆，自己在学校学的是汽车内饰模具设计，“来到振华重工，却要做港口机械”。

所学专业与岗位要求不对口，必须从头学起。从一开始做实习生，亲自动手电焊、打磨，到慢慢从事复杂设计，自己画图自己加工，最后负责设计制造了出口澳大利亚的模块化标准厂房。

“做厂房那段日子，拼命加班，最多的一个月加班近140个小时，最后累到右臂抬不起来，还以为是偏瘫了。”杨辉说，“印象最深的一次是在长江口八九十米的高空修设备，零下七八摄氏度，还刮着大风，我穿了棉袄、棉裤和雨衣，还是被吹得透心凉。”

在杨辉记忆里，振华厂区夜里永远是灯火通明的。“我经常在凌晨两三点被叫起来去现场，因为你的设备出了问题，只能你去处理，你不处理，大家都得等你。”杨辉说。

杨辉在振华重工度过了职业生涯的最初5年，来到中交天和以后，先是组建了工艺技术部，之后去管理生产制造，2016年开始专注设计研发。现在，他同时负责管理技术、生产、质控、采购、售后等部门。2019年，杨辉获得中国交建“十大杰出青年”荣誉称号。

在中交天和厂区，可以发现不少年轻的面孔，这个有1300多名员工的企业，平均年龄30岁出头。和杨辉类似，不少中层干部年龄在40岁以下。“中交天和的激励机制，就是靠业绩论英雄，让能者上。”杨辉说，和一些单位根据工龄、职称“论资排辈”不同，企业看重的是成果，“当然，你能拿出成果，评职称需要的专利、论文也不是问题。”

“不要怕吃苦”

这些年，杨辉一直参与校园招聘，先后招进500多人。目前，中交天和上百人的研发团队，近一半是硕博学历。

“制造型企业强调的是应用，看的是业绩，是你能不能把这个件做出来，而不是学历、考试成绩或出身。”站在“过来人”和“面试官”的角度，杨辉想对正在找工作的学弟学妹们说，“不要怕吃苦。”

“不少来应聘的大学生报的是设计师岗，想的是穿着西装、白衬衫，在办公室里画图。”杨辉直言不讳地说，“对工科生而言，就得多去基层，去吃苦，去实践。要知道，课本上学的只是基础知识，不能在生产中照搬套用。”

在杨辉看来，“做机械行业，关键是要深入一线。不到一线，怎么知道自己设计的装备靠不靠谱？”

杨辉坦言，在学校时自己的成绩一般，“但我的社会实践经历比较多，寒暑假一般都在厂里实习。”他说，“在二本院校，要比别人更有求职竞争力，就得在实践经验上拉开优势。”

脚踏实地、实事求是，这是杨辉的座右铭。“成长的路上没有捷径。”他说。(记者 陈席元) 【编辑:朱延静】