高速公路通车里程世界第一，高速铁路通车里程世界第一，城市轨道交通运营里程世界第一，中国基础设施建设水平不断提升的背后，国产盾构机功不可没。盾构机被称为“工程机械之王”，是交通、水利、国防等领域重大工程建设的核心装备。“目前我们自主设计制造的盾构机全球占比超70%。”日前，浙江大学工学部主任、机械工程学院学科负责人杨华勇院士在接受记者采访时自豪地说。

　　但是，在2008年以前，盾构机的关键技术被国外垄断，国内施工使用的盾构机几乎全部依赖进口，价格昂贵且维修不易，中国企业只是担当了“施工队”与“整机装配队”的角色，一遇到问题只能干着急。

　　上世纪90年代后期我国开始进口二手与个别的新盾构。杨华勇回忆，当时盾构机核心技术与产品完全受制于人，被“卡脖子”的滋味很不好受。德国生产的刀盘直径为6.3米的地铁新盾构要6000万元的天价，我国只能进口二手盾构以应对工程施工的需求。

　　2001年，杨华勇开始接手盾构的技术论证，正式开始了“掘进”技术壁垒的征程。

　　两年间，杨华勇团队深入实地调研，有些隧道工程施工现场位置偏僻，到达现场需转乘交通工具5次以上；不少工地条件艰苦，没有通讯工具，洗澡水限时限量使用。

　　在如此艰苦的条件下，杨华勇带领产学研用团队针对盾构装备失稳、失效和失准三大国际难题，开始了夜以继日的关键技术攻关。终于在2004年团队研发出被认为是盾构“心脏”的液压驱动和控制系统，这也是被国外技术封锁最严的部分。

　　面对取得的成就，团队成员乘胜追击。2008年，杨华勇带领产学研团队研制出国内首台复合盾构，在天津地铁3号线营口道——和平路标段的地下隧道掘进中率先“尝鲜”。施工过程中几乎检测不到地表沉降。样机的掘进性能与速度，达到甚至优于同时掘进的另一台进口盾构机。

　　经此一“战”，国内施工企业开始追着国内盾构机厂家下订单，国产盾构机批量生产就此起步。2012年，杨华勇牵头完成的“盾构装备自主设计制造关键技术及产业化”获国家科学技术进步奖一等奖。迄今，中国盾构机已累计生产超4000台，全球市场份额占比超70%，销售与应用范围遍及全球四大洲40多个国家，直接经济效益超2500亿元以上，带动隧道建设相关投资超4万亿元。

　　杨华勇带领产学研团队实现了中国在隧道掘进装备领域从“跟跑”向“并跑”和“局部领跑”的转变，下一步，杨华勇正针对当前该行业国际共同面临的隧道掘进装备智能化难题，带领团队突破智能设计、智能制造和智能运维等关键技术，以引领该行业全球未来的发展。

　　杨华勇不仅带领团队引领盾构未来技术的发展，奋力实现“基础理论与方法创新—关键技术突破—核心基础件与系统研制—整机技术创新—相关行业辐射应用”的全链条、全方位整体性突破，还作为一名培养中国“盾构铁军”的好导师，在日常课程和对学生的指导中，用心用力用情凝聚了一支专注科技创新的铁军队伍，吸引近百名优秀青年学成归国建功，投入到以国产盾构为代表的大国重器研发与推广应用中。

　　立德树人是高校教师的立身之本。杨华勇积极参与本科生科研训练计划，将自己的科研成果作为鲜活教材开展实践育人，发掘和培育盾构事业后备人才。“非常感谢杨华勇老师对我们的指导，盾构机原理样机的制作过程也教会了我如何解决问题和应对挑战。”浙江大学机械工程学院2020级本科生冯厚斌说，“不断的学习和尝试让我明白，面对困难，坚持不懈和积极探索是取得突破的关键。”

　　正如杨华勇所说，面向国家重大需求，“在一些领域瞄准未来关键技术，找到突破点，以便在若干年后引领发展”。目前，杨华勇研究团队已经在相关领域发表数百篇高水平学术论文，带领团队荣获“全国高校黄大年式教师团队”“全国工人先锋号”等荣誉。

　　杨华勇说：“未来，我国城市尤其是中心城市地下空间开发的规模会越来越大，我相信下一代盾构技术也会打上中国烙印，中国一定会成为国际智能盾构技术与装备的风向标。”