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地鐵是人們日常上下班通勤最便捷的交通工具，但你知道地鐵隧道是怎樣一點點挖出來的？靠的就是“大力士”盾構。地鐵隧道被分成多段、一頭一尾的車站，盾構機一頭車站進，另一頭車站出，隧道就通了。盾構機工作就好像蚯蚓鉆洞，把泥吃進去，然后排出身體。盾構機挖隧道的過程就是“啃”地下的砂石、泥土和水等，然后變成泥漿或軟泥塊排出來，通過軌道車運出隧道。所以，有人把盾構比喻成“開往春天的地下鐵”，地鐵四通八達，隧道穿山越江，都離不開它。

1965年，中國的第一條地鐵正式開建，由于當時缺少施工的現代化裝備，北京地鐵一號線從規劃到開通花了十幾年時間，而彼時的西方國家，在挖掘隧道時早已經用上了安全高效的盾構設備。20世紀90年代，中國經濟還不發達，買不起新的盾構，只能用進口的二手盾構，德國6.3米直徑的盾構在廣州登陸要5000多萬，到南京要5500萬，到北京要6000多萬！洋盾構一路北上一路漲價，且運輸、裝備、維護也都耗資巨大。常常是剛磕磕絆絆學會了怎么用，就碰上“水土不服、停機罷工”的事兒，不時造成裝備損壞、工程延期、人員傷亡，中國企業只能擔當 “施工隊”與“整機裝配隊”的角色，一遇到問題只能干著急。1998年，楊華勇到廣州參觀德國海瑞克公司的盾構產品，適逢海瑞克公司有個工程師要到現場指導盾構的應用情況，這個一天要價3000美元、住五星級酒店的德國工程師，竟然只是一個二十多歲的阿根廷小伙子，他是德國公司派駐臺北的工作人員，在臺北工作一年半后來廣州“指導工作”。

盾構是大型復雜工程裝備，因為中國企業不懂使用和維護，所以請國外專家費用很高。從西方學成歸來的楊華勇深刻體悟到了中國和發達國家之間的差距之大，對這一現狀耿耿于懷的他下定決心，外國人能造的東西我們中國人也能造，必須做出屬于自己的盾構。楊華勇于是義無反顧地帶領產學研團隊踏上了艱難的研發之路。當時中國企業已經能按圖裝配和正常使用，主要的挑戰是自主設計制造與故障修理，目標是改變長期依賴國外的局面，爭取掌握自主設計制造盾構的能力，不再受制于人。

但這個自主研制盾構機的項目遇到了重重阻力。

首先遭到了業內專家的反對，因為他們看到的、使用的都是國外做了幾十年上百年的裝備，機械行業的專家都不相信中國短期能自己做出來。幾年里，楊華勇各處奔走呼吁，直到2003年，“863計劃”機器人主題啟動了對盾構項目的支持，多家企業和高校聯合攻關。楊華勇領銜的浙江大學團隊負責液壓系統，中鐵隧道做刀盤刀具，上海隧道做控制系統和后配套系統。

2005年，楊華勇的產學研團隊研發出液壓驅動和控制系統。這是盾構的“心臟”，也是國外技術封鎖最嚴的部分。系統做好了，下一個問題也接踵而至——沒有地方裝主機試驗。他們多方聯系，屢屢碰壁。當時的環境下一般認為大學能說不能做，大學科研人員只能在實驗室做事，不相信他們設計出來的東西能在施工現場派上用場。后來幾經周折，楊華勇聯系到上海地鐵二號線延長段的工程隊，想把團隊研發的液壓驅動和控制系統并行到德國盾構上試驗，但工程部并不信任他們。工程部說施工是有時間限制的，提前通了隧道有獎金；拖延進程，是要挨罰的。所以工程部覺得他們是在干涉工程進度，是在添亂。最后楊華勇說破了嘴皮，施工方才給通上了電。楊華勇團隊設計出的系統試用了100米，效果和德國盾構完全一樣，這樣信任感就產生了。當時他的團隊適時將產學研實地結合了一把，盡管經費申請很難，但國家最后還是批了三千萬的經費用來研制樣機。2007年，產學研團隊終于研制出首臺具有自主知識產權的復合盾構樣機，這臺樣機就是“中國中鐵一號”。

樣機出來了，誰是第一個吃螃蟹的呢。盾構只能朝前打，不能往后退，而地鐵線路又是定點的，不允許廢棄重來。新研發的國產盾構帶來的未知風險使得施工企業起初并不愿意嘗試。但苦心人，天不負。最終還是等來一個“機會”——天津地鐵施工，國產盾構樣機被當成了德國造進入了現場。在天津地鐵3號線營口道—和平站標段施工中，它穿越了瓷房子、渤海大樓等對地表變形特別敏感的標志性建筑，地表局部變形小于2毫米，地面建筑完好無損，圓滿完成了該標段的掘進任務。

這臺盾構樣機“一戰成名”。“中國設計中國制造”的盾構產品能當大用。楊華勇帶領團隊成員經過近二十年的產學研聯合攻關，攻克了盾構自主設計制造關鍵技術，給盾構裝上了“中國心”，中國終于打破“洋盾構”一統天下的局面。2013年1月，楊華勇主導的“盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業化”項目獲得了2012年度國家科技進步獎一等獎。今天，他們團隊長期合作的中鐵裝備和鐵建重工已經成長為臺量最大、全球數一二的盾構設計制造龍頭上市企業，各種系列盾構與硬巖掘進機產品占領了全球新增市場的60-80%份額，出口到五大洲25個國家（包括歐洲等發達國家）。

今年，楊華勇團隊準備開始設計制造直徑18米的超大盾構機，它的橫截面有6層樓那么高，如果挑戰成功將成為新的世界記錄。楊華勇團隊經過近二十年的努力實現了中國在盾構領域的“跟跑”到“并跑”，還將爭取引領發展。

未來，中國地下空間開發的規模會越來越大，不僅有交通軌道、市政網絡，還會有更大規模的地下綜合體，形成“地下城市”。可以預見，盾構這個“國之重器”將繼續在華夏大地上穿山過江、大顯身手。