20多年前，一种叫“盾构”的大型掘进机械装备开始进入中国。它就像一辆在黑暗中开路的“火车”，头顶着直径数米的刀盘，穿行于山间、水底和城市地下，掘进、排土、衬砌，隧道如同魔术般一次成型。然而，由于制造工艺复杂，这样先进的隧道施工机械，在半个多世纪里，只有少数国家掌握制备技术。
从零起步，造中国人自己的盾构
上世纪90年代，国家斥资6亿多元从国外买进两台盾构，用于当时全国最长的秦岭隧道施工。“为什么这么贵？因为我们自己没有。”盾构实验室主任洪开荣回忆，那时国外生产商不重视中国市场，干活的“洋盾构”出故障，外方维修人员来中国呆一天，就得付人家两三千美元。即便这样，也常常是“洋专家”应而不至，新配件购而不达。受制于人的现状让工程师们感到巨大的压力。2001年，盾构列入国家“863”计划项目，中铁隧道集团在河南新乡建立了国内第一个盾构研发基地，同时优中选优，集聚多路精英，组建自己的研发团队。
洪开荣就是其中的一员。从解决洋盾构的故障入手，大家走出去考察学习，坐下来研究图纸，沉下去现场实践，逐步掌握了盾构制造的成套技术。实践过程中，他们不仅将外国盾构的使用说明译成了中文，而且编写了盾构的安全操作指南和维修保养指南，既提高了国内技术人员“管用养修”的水平，也使施工进度产生了质的飞跃。团队中的许多成员后来成为我国盾构及掘进技术领域的领军人物。
真正让研发团队有信心造自己的盾构，是在广州地铁2号线建设期间。施工中，一台进口的盾构机经常抓不牢管片，换新部件，得花300多万元。这钱花得心疼！有了之前的技术积累，洪开荣和他的团队决定自己试试，大胆调整了参数。外国专家不干了，对洪开荣说，“出问题你负责。”“行，我到下面，管片掉下来，要砸就砸我！”洪开荣丢下这句话，就进了施工现场。移动、固定，在一片紧张的目光中，机器牢牢抓起3吨多的管片在他头顶停下，成功了！
靠着这份胆大心细的勇气，团队成员们开始摸索自己研发盾构。他们辗转于各大施工现场，取样、分析、实验、调整，最终凝炼出盾构技术核心攻关目标：解决安全问题，提高掘进效率，防止掘进方向跑偏。进入“十一五”，盾构项目从最初的消化吸收和技术攻关，进入集成创新阶段。2008年4月，中国第一台自主研发的复合式盾构“中铁一号”下线，这标志着研发团队实现了从关键技术突破到整机制造的跨越。
攻坚克难，努力做世界领先的盾构
“制造盾构，一开始我们最害怕的就是做出来的东西‘貌似神不似’。在团队的努力下，当盾构研发失稳、失准和失效这三大世界性难题被攻克的时候，我们终于有信心做接下来的事了。”盾构实验室执行主任陈馈说，当年他全程参与了“中铁一号”的研发，对自己的产品有十足的把握。
2009年，天津地铁3号线地下施工，“中铁一号”正式上马。当时地铁需要穿越一栋贴满古瓷片的房子，在它下面施工，对“中铁一号”密封舱压力平衡和施工技术都是个严峻的考验。那段日子，研究团队不分昼夜驻守现场，随时调整参数。最终，“铁人”静悄悄穿越“瓷房子”，地表变形小于2 mm，建筑完好无损。盾构施工，地面正常沉降在正负30 mm之间。2 mm，意味着中国盾构虽然刚刚崭露头角，但是凭借严谨务实的技术攻关，盾构整机整体性能就已达到国际领先水平。
“施工现场，液压泵的轰鸣声震天动地，人和人说话得靠喊，整个空间都充斥着液压油的怪味。”常年奔波在施工现场一线的实验室常务副主任王杜娟说，这样艰苦的条件让一般人难以驻足。但是，对研发人员而言，却是家常便饭。盾构关键技术的每一次突破，都来自真刀真枪的一线战场。2011年甘肃陇中引洮供水工程关键期，“洋盾构”停机数月，团队只用3个月就完成了对洋设备的诊断、再造，同时创造出月掘进1 868 m的世界纪录；在这个战场，研发团队顶着四十多度的高温，完成了珠海口狮子洋隧道的施工，探索出软硬不均地层水下隧道施工技术，攻克了盾构江底对接世界级难题，捧回世界项目管理大奖……
在团队的共同努力下，“洋盾构”控制中国市场的局面成为历史，中国中铁盾构占据了国内市场半壁江山，并出口应用到马来西亚、新加坡等多个国家。
超越自我，做行业科技创新的引领者
“盾构国产化是我们的使命，我们要做就做行业科技创新的引领者。”洪开荣说。2010年12月，经国家科技部批准，依托中铁隧道集团原有研发团队，盾构及掘进技术国家重点实验室带着使命应运而生。
2011年2月，实验室郑州实验基地破土动工。科研人员从四面八方汇聚。他们中有从项目上调回的机械总工，有从国外留学归国的博士，还有从高校刚刚毕业的研究生。他们在一座不起眼的小楼里奋战一年多，“边建设、边研发、边出成果”。通过联合德国海瑞克、浙江大学等，研究人员在刀具刀盘、系统集成、施工控制三大方向取得多个方面的研究突破。同时，实验室还形成了十一个功能较为完备的实验系统，比如，坐在实验室，就可以实现对施工现场的远程连接，还可以对施工情况进行先期模拟测试。
作为盾构及掘进技术唯一的国家公共研究平台，实验室还构建了纵横结合科学有序的科研立项体系，在不到5年的时间里，实验室已经承担了47项科研项目，有28项科研成果获得科技成果奖励。为了引领行业的发展方向，实验室还启动了盾构行业和国家标准编制工作，同时主办学术交流与培训，提升和扩大行业影响力与知名度，逐步成为国内一流的技术研发基地、人才培养基地和学术交流基地。
“平步跨高山，谈笑越江海。”洪开荣说，这是隧道科技未来使命之所在。“我们希望能为我国隧道和地下空间开发利用走在世界前列做出基础性、关键性、前瞻性的创新突破。”
