高速公路通車里程世界第一，高速鐵路通車里程世界第一，城市軌道交通運營里程世界第一，中國基礎設施建設水平不斷提升的背后，國產盾構機功不可沒。盾構機被稱為“工程機械之王”，是交通、水利、國防等領域重大工程建設的核心裝備。“目前我們自主設計制造的盾構機全球占比超70%。”日前，浙江大學工學部主任、機械工程學院學科負責人楊華勇院士在接受記者采訪時自豪地說。
但是，在2008年以前，盾構機的關鍵技術被國外壟斷，國內施工使用的盾構機幾乎全部依賴進口，價格昂貴且維修不易，中國企業只是擔當了“施工隊”與“整機裝配隊”的角色，一遇到問題只能干著急。
上世紀90年代后期我國開始進口二手與個別的新盾構。楊華勇回憶，當時盾構機核心技術與產品完全受制于人，被“卡脖子”的滋味很不好受。德國生產的刀盤直徑為6.3米的地鐵新盾構要6000萬元的天價，我國只能進口二手盾構以應對工程施工的需求。
2001年，楊華勇開始接手盾構的技術論證，正式開始了“掘進”技術壁壘的征程。
兩年間，楊華勇團隊深入實地調研，有些隧道工程施工現場位置偏僻，到達現場需轉乘交通工具5次以上；不少工地條件艱苦，沒有通訊工具，洗澡水限時限量使用。
在如此艱苦的條件下，楊華勇帶領產學研用團隊針對盾構裝備失穩、失效和失準三大國際難題，開始了夜以繼日的關鍵技術攻關。終于在2004年團隊研發出被認為是盾構“心臟”的液壓驅動和控制系統，這也是被國外技術封鎖最嚴的部分。
面對取得的成就，團隊成員乘勝追擊。2008年，楊華勇帶領產學研團隊研制出國內首臺復合盾構，在天津地鐵3號線營口道——和平路標段的地下隧道掘進中率先“嘗鮮”。施工過程中幾乎檢測不到地表沉降。樣機的掘進性能與速度，達到甚至優于同時掘進的另一臺進口盾構機。
經此一“戰”，國內施工企業開始追著國內盾構機廠家下訂單，國產盾構機批量生產就此起步。2012年，楊華勇牽頭完成的“盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業化”獲國家科學技術進步獎一等獎。迄今，中國盾構機已累計生產超4000臺，全球市場份額占比超70%，銷售與應用范圍遍及全球四大洲40多個國家，直接經濟效益超2500億元以上，帶動隧道建設相關投資超4萬億元。
楊華勇帶領產學研團隊實現了中國在隧道掘進裝備領域從“跟跑”向“并跑”和“局部領跑”的轉變，下一步，楊華勇正針對當前該行業國際共同面臨的隧道掘進裝備智能化難題，帶領團隊突破智能設計、智能制造和智能運維等關鍵技術，以引領該行業全球未來的發展。
楊華勇不僅帶領團隊引領盾構未來技術的發展，奮力實現“基礎理論與方法創新—關鍵技術突破—核心基礎件與系統研制—整機技術創新—相關行業輻射應用”的全鏈條、全方位整體性突破，還作為一名培養中國“盾構鐵軍”的好導師，在日常課程和對學生的指導中，用心用力用情凝聚了一支專注科技創新的鐵軍隊伍，吸引近百名優秀青年學成歸國建功，投入到以國產盾構為代表的大國重器研發與推廣應用中。
立德樹人是高校教師的立身之本。楊華勇積極參與本科生科研訓練計劃，將自己的科研成果作為鮮活教材開展實踐育人，發掘和培育盾構事業后備人才。“非常感謝楊華勇老師對我們的指導，盾構機原理樣機的制作過程也教會了我如何解決問題和應對挑戰。”浙江大學機械工程學院2020級本科生馮厚斌說，“不斷的學習和嘗試讓我明白，面對困難，堅持不懈和積極探索是取得突破的關鍵。”
正如楊華勇所說，面向國家重大需求，“在一些領域瞄準未來關鍵技術，找到突破點，以便在若干年后引領發展”。目前，楊華勇研究團隊已經在相關領域發表數百篇高水平學術論文，帶領團隊榮獲“全國高校黃大年式教師團隊”“全國工人先鋒號”等榮譽。
楊華勇說：“未來，我國城市尤其是中心城市地下空間開發的規模會越來越大，我相信下一代盾構技術也會打上中國烙印，中國一定會成為國際智能盾構技術與裝備的風向標。”
