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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彎，掘進斷面的形狀還可以定制，除了不能“上天”，可以實現地下、江底、礦場等多場景全天候應用……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，是一家專業從事隧道掘進機研發制造和技術服務的大型國有企業。多年來，該企業積極踐行“推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”，以“三個轉變”為引領，通過產品創新改變工程掘進新樣態，產銷量連續六年全球第一，以精良的產品、優質的服務擦亮中國隧道掘進裝備品牌。
創新裝備“解鎖”創意施工
格魯吉亞當地時間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，設備單日最高掘進20米。
2024年1月，高鐵盾構機“領航號”下線。（中鐵裝備供圖）
自中鐵裝備成立以來，累計研制適應各類地質條件的掘進裝備超過1500臺（套），用一系列創新產品不斷刷新行業紀錄，“最大”已經不足以代表產品的技術上限：
國產首臺大直徑大傾角斜井硬巖隧道掘進機“永寧號”，應用于國網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”。
世界首臺綠色盾構機，應用于意大利西西里島高速鐵路項目，能自主調節掘進效率和能源消耗的最佳匹配，節能、除塵、降噪同步實現；
世界最大斷面組合式矩形盾構機，應用于深圳地鐵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。”寧向可打趣道，“如果客戶覺得矩形、圓形都太單調，也可以定制斷面，理論上只要畫得出就都可以實現。”
盾構機最早起源于英國，用盾構法修建隧道已有150多年的歷史。雖然我國不是盾構機的“源產地”，但隨著以中鐵裝備為代表的中國隧道掘進機研發制造企業各類創新產品的陸續推出，此前受技術裝備制約的施工“創意”正在變成現實。
寧向可舉例，在東部地區某蓄能電站項目中，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彎半徑盾構機，順利完成掘進任務，開辟了盾構機應用新場景；矩形、拱門形斷面盾構機的使用，避免了城市過街隧道回填塑形，極大減少了工程量；由于看到了盾構機安全、效率高的優勢，一些礦場也開始使用盾構機開掘巷道。
如今，盾構裝備的應用場景越來越豐富，持續迭代的“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。
記者在中鐵裝備研發車間看到，應用了5G技術的“孿生”盾構系統已經投入使用，坐在中控室即可洞察掘進施工的每一處細節，數臺工程樣機和關鍵零部件正在緊張測試中。
“以前沒有的現在有了，這是制造向創造轉變最顯著的變化，但創新無止境。”寧向可介紹，圍繞無人駕駛，水刀、激光、聲波掘進和超復雜地質結構掘進等課題，公司數個研發團隊正緊鑼密鼓加快研發進度。
質量管理激活后發動能
中鐵裝備的前身是中鐵隧道股份新鄉機械制造公司，2002年8月在河南新鄉建成以盾構研發、組裝調試、制造維修為主的盾構產業化基地，2008年生產出第一臺具有知識產權的復合式盾構機。
“早期的質量管理，只是成立了質量部門，由質檢員在終端檢視零部件加工和設備組裝調試質量，攔截和挑出不合格品，這是質量管理的初級階段。”中鐵裝備質量管理部負責人王勁松回憶，早期設備質量問題可以說是“按下葫蘆浮起瓢”。
隨著企業的飛速發展，產品序列加快擴充，設備面對的地質條件愈加復雜多變，客戶對產品精密度要求也隨之提高，中鐵裝備很快發現產品質量靠“檢驗攔截”和“結果管理”已經不能滿足客戶需要和企業高質量發展需求。
圍繞新產品、新客戶、新市場、新領域，中鐵裝備對標世界制造強企查擺差距，相繼出臺質量風險識別和隱患排查治理雙重預防機制、質量持續改進時間軸工作機制、質量風險分類分級管理機制等一系列質量管理措施，不斷夯實質量管理基礎，完善和固化質量管控行為，為大型高端裝備的穩定產出和創新研發奠定堅實的質量基礎。
截至目前，中鐵裝備的產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。其中，還包括傳統的掘進裝備生產強國德國、法國等。中鐵裝備憑借穩定可靠的產品和優質的服務，贏得了客戶廣泛贊譽。
回望掘進裝備產業發展史，英國、德國、日本等盾構強國，都有著數十年甚至上百年的技術積淀。而作為盾構裝備研發制造行業的“后浪”，中鐵裝備以史無前例的發展速度，在短短20多年的時間內，實現從跟跑、并跑，再到多個細分領域領跑，跨越式發展的背后，與產品質量管理水平的不斷提升密切相關。
產品質量管理加快了技術的沉淀和提升，為“后發優勢”的充分釋放蓄積起澎湃動能。“‘高加索號’是產品質量管理效能的一次實戰檢驗。”王勁松說，一臺盾構機從研制到應用，業內成熟的做法是先在車間組裝調試，反復驗證并測試合格后拆解運輸，到施工現場再次組裝、測試后，方可投入應用，而“高加索號”的數萬個零部件在全球范圍內采購，并未在國內聯調聯試，且在工地一次安裝成功，設備掘進表現優異，提前30天完成掘進任務，“如果沒有成熟可靠的質量管理和高效組織，幾乎不可能實現。”
管理質量是企業的基本功，也是保障經營效率的關鍵。為充分發揮管理效能，永葆行業競爭力，近年來，中鐵裝備大力推進信息化管理變革，定制化開發出多個具有自主知識產權的信息管理系統，加強業務與數字化的深度融合。
與此同時，中鐵裝備持續推動組織變革，強化經營與研發、制造、服務等環節的跨部門聯動，向以滿足客戶需求為中心的流程型組織穩健轉變，以便快速識別和精準滿足客戶需求。
王勁松說，公司從產品質量和管理質量兩個方面入手，從快速擴張型企業向質量效益型企業轉變，全力推動“速度”向“質量”的加速轉變。
久久為功擦亮中國品牌
“姑且不論裝備性能，人家的盾構機一看就很有工業美感。”這是多年前，中鐵裝備企業文化部部長劉燦在德國寶馬展上，看到行業巨頭的產品時的直觀感受，“而且品牌推介很有國際范兒。”
德國寶馬展是全球工程機械行業規模最大的展示平臺，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商都會在此展出最先進的裝備。
“外行看熱鬧，內行看門道。”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，爭創一流的動力之一。”
10年來，中鐵裝備加速基礎技術研究與打造原創技術策源地齊頭并進。在基礎技術研究方面，先后突破了盾構主軸承、大排量液壓泵、密封系統、控制系統等多項核心技術，實現了隧道掘進機關鍵核心基礎部件國產化應用，增強了產業鏈供應鏈安全自主可控能力。
在此基礎上，不斷加快綠色低碳、信息化、智能化等新技術開發，推動隧道掘進機、隧道施工專用設備等核心業務技術和產品迭代升級；研制的“領航號”超大直徑盾構機，搭載了隧道智能建造系統，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、超前地質預報等創新技術的應用，可以實現以“有人值守、無人操作”的方式自主掘進。
據介紹，截至目前，中鐵裝備已獲得專利2000多項，約占國內隧道掘進裝備領域授權專利總量的47%，主編、參編國家和行業標準27項，國內首臺復合盾構和異形掘進機等三項成果分別榮獲隧道掘進裝備領域唯一的國家科技進步一等獎、二等獎。
“此前向客戶推介產品時，會強調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，這就是國外產品品牌效應的體現。”中鐵裝備重大專項研究院執行院長孫志洪說，現在向客戶推介產品時，會自豪地向客戶推薦自研或者國產關鍵零部件，客戶接受度越來越高。
隨著基礎技術的突破和原創技術在各類掘進設備的系統應用，中鐵裝備研制的盾構裝備在國內外重要工程中大顯身手，憑借高效穩定的性能和超高的性價比，逐步打消了客戶對這家“年輕”企業的質疑，成為國際市場響當當的品牌。
中鐵裝備研制的兩臺硬巖掘進機曾成功應用于黎巴嫩大貝魯特供水項目。項目經理賈科莫夸贊：“中國的硬巖掘進機簡直完美，面對復雜的地質情況也能應對自如，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，中鐵裝備將繼續深入踐行“三個轉變”深刻內涵和精神實質，錨定“專業突出、創新驅動、管理精益、特色明顯”的發展目標，為建成世界一流地下工程裝備研發制造及綜合服務企業而不懈奮斗。
