2024年1月，高鐵盾構(gòu)機“領(lǐng)航號”下線。（中鐵裝備供圖）

刀盤直徑最大的有五六層樓高，最小的還沒有一人高，最靈活的能在山體里隨意轉(zhuǎn)彎，掘進斷面的形狀還可以定制，除了不能“上天”，可以實現(xiàn)地下、江底、礦場等多場景全天候應(yīng)用……這是中鐵工程裝備集團有限公司（下稱“中鐵裝備”）近年來研制的部分掘進裝備。

中鐵裝備成立于2009年，是一家專業(yè)從事隧道掘進機研發(fā)制造和技術(shù)服務(wù)的大型國有企業(yè)。多年來，該企業(yè)積極踐行“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”，以“三個轉(zhuǎn)變”為引領(lǐng)，通過產(chǎn)品創(chuàng)新改變工程掘進新樣態(tài)，產(chǎn)銷量連續(xù)六年全球第一，以精良的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)擦亮中國隧道掘進裝備品牌。

創(chuàng)新裝備“解鎖”創(chuàng)意施工

格魯吉亞當?shù)貢r間4月23日15時36分許，伴隨著清脆的巖石破碎聲，全球最大直徑硬巖掘進機“高加索號”破壁而出，標志著全長9068米的格魯吉亞南北走廊KK公路古多里隧道貫通。

“高加索號”是中鐵裝備集團和中鐵隧道局為古多里隧道貫通工程量身定制的，開挖直徑達15.08米，總重3900噸，最大推力2.26萬噸，總功率高達9900千瓦。

“這是世界上最大的單護盾硬巖掘進機，它就像一個180多米長的‘鋼鐵穿山甲’，用堅硬的前爪和牙齒，生生在一座石頭山里，鉆出一條約9公里長、五層樓高的隧道。”中鐵裝備掘進機研究院副總工程師寧向可自豪地說，設(shè)備單日最高掘進20米。

自中鐵裝備成立以來，累計研制適應(yīng)各類地質(zhì)條件的掘進裝備超過1500臺（套），用一系列創(chuàng)新產(chǎn)品不斷刷新行業(yè)紀錄，“最大”已經(jīng)不足以代表產(chǎn)品的技術(shù)上限：

國產(chǎn)首臺大直徑大傾角斜井硬巖隧道掘進機“永寧號”，應(yīng)用于國網(wǎng)新源河南洛寧抽水蓄能電站，分別以36.24度和38.74度的仰角向上掘進927米、873米，相當于“在地下打洞爬山”。

世界首臺綠色盾構(gòu)機，應(yīng)用于意大利西西里島高速鐵路項目，能自主調(diào)節(jié)掘進效率和能源消耗的最佳匹配，節(jié)能、除塵、降噪同步實現(xiàn)；

世界最大斷面組合式矩形盾構(gòu)機，應(yīng)用于深圳地鐵12號線二期沙三站項目；

……

“圓形是最常見的隧道斷面，因為圓形工作面受力最均勻，施工難度也最小，但隧道打通后一般需要回填塑形?！睂幭蚩纱蛉さ?#xff0c;“如果客戶覺得矩形、圓形都太單調(diào)，也可以定制斷面，理論上只要畫得出就都可以實現(xiàn)。”

盾構(gòu)機最早起源于英國，用盾構(gòu)法修建隧道已有150多年的歷史。雖然我國不是盾構(gòu)機的“源產(chǎn)地”，但隨著以中鐵裝備為代表的中國隧道掘進機研發(fā)制造企業(yè)各類創(chuàng)新產(chǎn)品的陸續(xù)推出，此前受技術(shù)裝備制約的施工“創(chuàng)意”正在變成現(xiàn)實。

寧向可舉例，在東部地區(qū)某蓄能電站項目中，施工方需要挖掘類似“回形針”形的管道，中鐵裝備專門研制的小轉(zhuǎn)彎半徑盾構(gòu)機，順利完成掘進任務(wù)，開辟了盾構(gòu)機應(yīng)用新場景；矩形、拱門形斷面盾構(gòu)機的使用，避免了城市過街隧道回填塑形，極大減少了工程量；由于看到了盾構(gòu)機安全、效率高的優(yōu)勢，一些礦場也開始使用盾構(gòu)機開掘巷道。

如今，盾構(gòu)裝備的應(yīng)用場景越來越豐富，持續(xù)迭代的“老裝備”又被派上“新用場”。緊跟市場需求，中鐵裝備正布局下一代隧道掘進裝備研發(fā)。

記者在中鐵裝備研發(fā)車間看到，應(yīng)用了5G技術(shù)的“孿生”盾構(gòu)系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，坐在中控室即可洞察掘進施工的每一處細節(jié)，數(shù)臺工程樣機和關(guān)鍵零部件正在緊張測試中。

“以前沒有的現(xiàn)在有了，這是制造向創(chuàng)造轉(zhuǎn)變最顯著的變化，但創(chuàng)新無止境?！睂幭蚩山榻B，圍繞無人駕駛，水刀、激光、聲波掘進和超復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)掘進等課題，公司數(shù)個研發(fā)團隊正緊鑼密鼓加快研發(fā)進度。

質(zhì)量管理激活后發(fā)動能

中鐵裝備的前身是中鐵隧道股份新鄉(xiāng)機械制造公司，2002年8月在河南新鄉(xiāng)建成以盾構(gòu)研發(fā)、組裝調(diào)試、制造維修為主的盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地，2008年生產(chǎn)出第一臺具有知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式盾構(gòu)機。

“早期的質(zhì)量管理，只是成立了質(zhì)量部門，由質(zhì)檢員在終端檢視零部件加工和設(shè)備組裝調(diào)試質(zhì)量，攔截和挑出不合格品，這是質(zhì)量管理的初級階段。”中鐵裝備質(zhì)量管理部負責人王勁松回憶，早期設(shè)備質(zhì)量問題可以說是“按下葫蘆浮起瓢”。

隨著企業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品序列加快擴充，設(shè)備面對的地質(zhì)條件愈加復(fù)雜多變，客戶對產(chǎn)品精密度要求也隨之提高，中鐵裝備很快發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量靠“檢驗攔截”和“結(jié)果管理”已經(jīng)不能滿足客戶需要和企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求。

圍繞新產(chǎn)品、新客戶、新市場、新領(lǐng)域，中鐵裝備對標世界制造強企查擺差距，相繼出臺質(zhì)量風險識別和隱患排查治理雙重預(yù)防機制、質(zhì)量持續(xù)改進時間軸工作機制、質(zhì)量風險分類分級管理機制等一系列質(zhì)量管理措施，不斷夯實質(zhì)量管理基礎(chǔ)，完善和固化質(zhì)量管控行為，為大型高端裝備的穩(wěn)定產(chǎn)出和創(chuàng)新研發(fā)奠定堅實的質(zhì)量基礎(chǔ)。

截至目前，中鐵裝備的產(chǎn)品累計出口至新加坡、韓國、意大利、澳大利亞、巴西等32個國家和地區(qū)。其中，還包括傳統(tǒng)的掘進裝備生產(chǎn)強國德國、法國等。中鐵裝備憑借穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，贏得了客戶廣泛贊譽。

回望掘進裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展史，英國、德國、日本等盾構(gòu)強國，都有著數(shù)十年甚至上百年的技術(shù)積淀。而作為盾構(gòu)裝備研發(fā)制造行業(yè)的“后浪”，中鐵裝備以史無前例的發(fā)展速度，在短短20多年的時間內(nèi)，實現(xiàn)從跟跑、并跑，再到多個細分領(lǐng)域領(lǐng)跑，跨越式發(fā)展的背后，與產(chǎn)品質(zhì)量管理水平的不斷提升密切相關(guān)。

產(chǎn)品質(zhì)量管理加快了技術(shù)的沉淀和提升，為“后發(fā)優(yōu)勢”的充分釋放蓄積起澎湃動能。“‘高加索號’是產(chǎn)品質(zhì)量管理效能的一次實戰(zhàn)檢驗。”王勁松說，一臺盾構(gòu)機從研制到應(yīng)用，業(yè)內(nèi)成熟的做法是先在車間組裝調(diào)試，反復(fù)驗證并測試合格后拆解運輸，到施工現(xiàn)場再次組裝、測試后，方可投入應(yīng)用，而“高加索號”的數(shù)萬個零部件在全球范圍內(nèi)采購，并未在國內(nèi)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，且在工地一次安裝成功，設(shè)備掘進表現(xiàn)優(yōu)異，提前30天完成掘進任務(wù)，“如果沒有成熟可靠的質(zhì)量管理和高效組織，幾乎不可能實現(xiàn)?！?/p>

管理質(zhì)量是企業(yè)的基本功，也是保障經(jīng)營效率的關(guān)鍵。為充分發(fā)揮管理效能，永葆行業(yè)競爭力，近年來，中鐵裝備大力推進信息化管理變革，定制化開發(fā)出多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的信息管理系統(tǒng)，加強業(yè)務(wù)與數(shù)字化的深度融合。

與此同時，中鐵裝備持續(xù)推動組織變革，強化經(jīng)營與研發(fā)、制造、服務(wù)等環(huán)節(jié)的跨部門聯(lián)動，向以滿足客戶需求為中心的流程型組織穩(wěn)健轉(zhuǎn)變，以便快速識別和精準滿足客戶需求。

王勁松說，公司從產(chǎn)品質(zhì)量和管理質(zhì)量兩個方面入手，從快速擴張型企業(yè)向質(zhì)量效益型企業(yè)轉(zhuǎn)變，全力推動“速度”向“質(zhì)量”的加速轉(zhuǎn)變。

久久為功擦亮中國品牌

“姑且不論裝備性能，人家的盾構(gòu)機一看就很有工業(yè)美感。”這是多年前，中鐵裝備企業(yè)文化部部長劉燦在德國寶馬展上，看到行業(yè)巨頭的產(chǎn)品時的直觀感受，“而且品牌推介很有國際范兒?！?/p>

德國寶馬展是全球工程機械行業(yè)規(guī)模最大的展示平臺，掘進與鑿巖機械是該展會的重要板塊，全世界幾乎所有的掘進裝備生產(chǎn)商都會在此展出最先進的裝備。

“外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。”劉燦回憶，盡管也有客商夸贊中鐵裝備的展品，但中鐵裝備的工程師能清醒地看到和同行的差距，“這也是同事們專注研發(fā)，爭創(chuàng)一流的動力之一?！?/p>

10年來，中鐵裝備加速基礎(chǔ)技術(shù)研究與打造原創(chuàng)技術(shù)策源地齊頭并進。在基礎(chǔ)技術(shù)研究方面，先后突破了盾構(gòu)主軸承、大排量液壓泵、密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多項核心技術(shù)，實現(xiàn)了隧道掘進機關(guān)鍵核心基礎(chǔ)部件國產(chǎn)化應(yīng)用，增強了產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全自主可控能力。

在此基礎(chǔ)上，不斷加快綠色低碳、信息化、智能化等新技術(shù)開發(fā)，推動隧道掘進機、隧道施工專用設(shè)備等核心業(yè)務(wù)技術(shù)和產(chǎn)品迭代升級；研制的“領(lǐng)航號”超大直徑盾構(gòu)機，搭載了隧道智能建造系統(tǒng)，相當于擁有了獨立思考、智能分析、自主判斷的“超級大腦”，通過智能掘進、智能拼裝、超前地質(zhì)預(yù)報等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)以“有人值守、無人操作”的方式自主掘進。

據(jù)介紹，截至目前，中鐵裝備已獲得專利2000多項，約占國內(nèi)隧道掘進裝備領(lǐng)域授權(quán)專利總量的47%，主編、參編國家和行業(yè)標準27項，國內(nèi)首臺復(fù)合盾構(gòu)和異形掘進機等三項成果分別榮獲隧道掘進裝備領(lǐng)域唯一的國家科技進步一等獎、二等獎。

“此前向客戶推介產(chǎn)品時，會強調(diào)全球采購最先進的零部件，因為當時國外客戶認為進口貨更可靠，這就是國外產(chǎn)品品牌效應(yīng)的體現(xiàn)。”中鐵裝備重大專項研究院執(zhí)行院長孫志洪說，現(xiàn)在向客戶推介產(chǎn)品時，會自豪地向客戶推薦自研或者國產(chǎn)關(guān)鍵零部件，客戶接受度越來越高。

隨著基礎(chǔ)技術(shù)的突破和原創(chuàng)技術(shù)在各類掘進設(shè)備的系統(tǒng)應(yīng)用，中鐵裝備研制的盾構(gòu)裝備在國內(nèi)外重要工程中大顯身手，憑借高效穩(wěn)定的性能和超高的性價比，逐步打消了客戶對這家“年輕”企業(yè)的質(zhì)疑，成為國際市場響當當?shù)钠放啤?/p>

中鐵裝備研制的兩臺硬巖掘進機曾成功應(yīng)用于黎巴嫩大貝魯特供水項目。項目經(jīng)理賈科莫夸贊：“中國的硬巖掘進機簡直完美，面對復(fù)雜的地質(zhì)情況也能應(yīng)對自如，機械故障率很低，這就是中國的硬巖掘進機。”

中鐵工程裝備集團有限公司黨委書記、董事長趙華說，中鐵裝備將繼續(xù)深入踐行“三個轉(zhuǎn)變”深刻內(nèi)涵和精神實質(zhì)，錨定“專業(yè)突出、創(chuàng)新驅(qū)動、管理精益、特色明顯”的發(fā)展目標，為建成世界一流地下工程裝備研發(fā)制造及綜合服務(wù)企業(yè)而不懈奮斗。