刀盘直径最大的有五六层楼高，最小的还没有一人高，最灵活的能在山体里随意转弯，掘进断面的形状还可以定制，除了不能“上天”，可以实现地下、江底、矿场等多场景全天候应用……这是中铁工程装备集团有限公司（下称“中铁装备”）近年来研制的部分掘进装备。

  中铁装备成立于2009年，是一家专业从事隧道掘进机研发制造和技术服务的大型国有企业。多年来，该企业积极践行“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”，以“三个转变”为引领，通过产品创新改变工程掘进新样态，产销量连续六年全球第一，以精良的产品、优质的服务擦亮中国隧道掘进装备品牌。

  创新装备“解锁”创意施工

  格鲁吉亚当地时间4月23日15时36分许，伴随着清脆的岩石破碎声，全球最大直径硬岩掘进机“高加索号”破壁而出，标志着全长9068米的格鲁吉亚南北走廊KK公路古多里隧道贯通。

  “高加索号”是中铁装备集团和中铁隧道局为古多里隧道贯通工程量身定制的，开挖直径达15.08米，总重3900吨，最大推力2.26万吨，总功率高达9900千瓦。

  “这是世界上最大的单护盾硬岩掘进机，它就像一个180多米长的‘钢铁穿山甲’，用坚硬的前爪和牙齿，生生在一座石头山里，钻出一条约9公里长、五层楼高的隧道。”中铁装备掘进机研究院副总工程师宁向可自豪地说，设备单日最高掘进20米。

　　2024年1月，高铁盾构机“领航号”下线。（中铁装备供图）

  自中铁装备成立以来，累计研制适应各类地质条件的掘进装备超过1500台（套），用一系列创新产品不断刷新行业纪录，“最大”已经不足以代表产品的技术上限：

  国产首台大直径大倾角斜井硬岩隧道掘进机“永宁号”，应用于国网新源河南洛宁抽水蓄能电站，分别以36.24度和38.74度的仰角向上掘进927米、873米，相当于“在地下打洞爬山”。

  世界首台绿色盾构机，应用于意大利西西里岛高速铁路项目，能自主调节掘进效率和能源消耗的最佳匹配，节能、除尘、降噪同步实现；

  世界最大断面组合式矩形盾构机，应用于深圳地铁12号线二期沙三站项目；

  ……

  “圆形是最常见的隧道断面，因为圆形工作面受力最均匀，施工难度也最小，但隧道打通后一般需要回填塑形。”宁向可打趣道，“如果客户觉得矩形、圆形都太单调，也可以定制断面，理论上只要画得出就都可以实现。”

  盾构机最早起源于英国，用盾构法修建隧道已有150多年的历史。虽然我国不是盾构机的“源产地”，但随着以中铁装备为代表的中国隧道掘进机研发制造企业各类创新产品的陆续推出，此前受技术装备制约的施工“创意”正在变成现实。

  宁向可举例，在东部地区某蓄能电站项目中，施工方需要挖掘类似“回形针”形的管道，中铁装备专门研制的小转弯半径盾构机，顺利完成掘进任务，开辟了盾构机应用新场景；矩形、拱门形断面盾构机的使用，避免了城市过街隧道回填塑形，极大减少了工程量；由于看到了盾构机安全、效率高的优势，一些矿场也开始使用盾构机开掘巷道。

  如今，盾构装备的应用场景越来越丰富，持续迭代的“老装备”又被派上“新用场”。紧跟市场需求，中铁装备正布局下一代隧道掘进装备研发。

  记者在中铁装备研发车间看到，应用了5G技术的“孪生”盾构系统已经投入使用，坐在中控室即可洞察掘进施工的每一处细节，数台工程样机和关键零部件正在紧张测试中。

  “以前没有的现在有了，这是制造向创造转变最显著的变化，但创新无止境。”宁向可介绍，围绕无人驾驶，水刀、激光、声波掘进和超复杂地质结构掘进等课题，公司数个研发团队正紧锣密鼓加快研发进度。

  质量管理激活后发动能

  中铁装备的前身是中铁隧道股份新乡机械制造公司，2002年8月在河南新乡建成以盾构研发、组装调试、制造维修为主的盾构产业化基地，2008年生产出第一台具有知识产权的复合式盾构机。

  “早期的质量管理，只是成立了质量部门，由质检员在终端检视零部件加工和设备组装调试质量，拦截和挑出不合格品，这是质量管理的初级阶段。”中铁装备质量管理部负责人王劲松回忆，早期设备质量问题可以说是“按下葫芦浮起瓢”。

  随着企业的飞速发展，产品序列加快扩充，设备面对的地质条件愈加复杂多变，客户对产品精密度要求也随之提高，中铁装备很快发现产品质量靠“检验拦截”和“结果管理”已经不能满足客户需要和企业高质量发展需求。

  围绕新产品、新客户、新市场、新领域，中铁装备对标世界制造强企查摆差距，相继出台质量风险识别和隐患排查治理双重预防机制、质量持续改进时间轴工作机制、质量风险分类分级管理机制等一系列质量管理措施，不断夯实质量管理基础，完善和固化质量管控行为，为大型高端装备的稳定产出和创新研发奠定坚实的质量基础。

  截至目前，中铁装备的产品累计出口至新加坡、韩国、意大利、澳大利亚、巴西等32个国家和地区。其中，还包括传统的掘进装备生产强国德国、法国等。中铁装备凭借稳定可靠的产品和优质的服务，赢得了客户广泛赞誉。

  回望掘进装备产业发展史，英国、德国、日本等盾构强国，都有着数十年甚至上百年的技术积淀。而作为盾构装备研发制造行业的“后浪”，中铁装备以史无前例的发展速度，在短短20多年的时间内，实现从跟跑、并跑，再到多个细分领域领跑，跨越式发展的背后，与产品质量管理水平的不断提升密切相关。

  产品质量管理加快了技术的沉淀和提升，为“后发优势”的充分释放蓄积起澎湃动能。“‘高加索号’是产品质量管理效能的一次实战检验。”王劲松说，一台盾构机从研制到应用，业内成熟的做法是先在车间组装调试，反复验证并测试合格后拆解运输，到施工现场再次组装、测试后，方可投入应用，而“高加索号”的数万个零部件在全球范围内采购，并未在国内联调联试，且在工地一次安装成功，设备掘进表现优异，提前30天完成掘进任务，“如果没有成熟可靠的质量管理和高效组织，几乎不可能实现。”

  管理质量是企业的基本功，也是保障经营效率的关键。为充分发挥管理效能，永葆行业竞争力，近年来，中铁装备大力推进信息化管理变革，定制化开发出多个具有自主知识产权的信息管理系统，加强业务与数字化的深度融合。

  与此同时，中铁装备持续推动组织变革，强化经营与研发、制造、服务等环节的跨部门联动，向以满足客户需求为中心的流程型组织稳健转变，以便快速识别和精准满足客户需求。

  王劲松说，公司从产品质量和管理质量两个方面入手，从快速扩张型企业向质量效益型企业转变，全力推动“速度”向“质量”的加速转变。

  久久为功擦亮中国品牌

  “姑且不论装备性能，人家的盾构机一看就很有工业美感。”这是多年前，中铁装备企业文化部部长刘灿在德国宝马展上，看到行业巨头的产品时的直观感受，“而且品牌推介很有国际范儿。”

  德国宝马展是全球工程机械行业规模最大的展示平台，掘进与凿岩机械是该展会的重要板块，全世界几乎所有的掘进装备生产商都会在此展出最先进的装备。

  “外行看热闹，内行看门道。”刘灿回忆，尽管也有客商夸赞中铁装备的展品，但中铁装备的工程师能清醒地看到和同行的差距，“这也是同事们专注研发，争创一流的动力之一。”

  10年来，中铁装备加速基础技术研究与打造原创技术策源地齐头并进。在基础技术研究方面，先后突破了盾构主轴承、大排量液压泵、密封系统、控制系统等多项核心技术，实现了隧道掘进机关键核心基础部件国产化应用，增强了产业链供应链安全自主可控能力。

  在此基础上，不断加快绿色低碳、信息化、智能化等新技术开发，推动隧道掘进机、隧道施工专用设备等核心业务技术和产品迭代升级；研制的“领航号”超大直径盾构机，搭载了隧道智能建造系统，相当于拥有了独立思考、智能分析、自主判断的“超级大脑”，通过智能掘进、智能拼装、超前地质预报等创新技术的应用，可以实现以“有人值守、无人操作”的方式自主掘进。

  据介绍，截至目前，中铁装备已获得专利2000多项，约占国内隧道掘进装备领域授权专利总量的47%，主编、参编国家和行业标准27项，国内首台复合盾构和异形掘进机等三项成果分别荣获隧道掘进装备领域唯一的国家科技进步一等奖、二等奖。

  “此前向客户推介产品时，会强调全球采购最先进的零部件，因为当时国外客户认为进口货更可靠，这就是国外产品品牌效应的体现。”中铁装备重大专项研究院执行院长孙志洪说，现在向客户推介产品时，会自豪地向客户推荐自研或者国产关键零部件，客户接受度越来越高。

  随着基础技术的突破和原创技术在各类掘进设备的系统应用，中铁装备研制的盾构装备在国内外重要工程中大显身手，凭借高效稳定的性能和超高的性价比，逐步打消了客户对这家“年轻”企业的质疑，成为国际市场响当当的品牌。

  中铁装备研制的两台硬岩掘进机曾成功应用于黎巴嫩大贝鲁特供水项目。项目经理贾科莫夸赞：“中国的硬岩掘进机简直完美，面对复杂的地质情况也能应对自如，机械故障率很低，这就是中国的硬岩掘进机。”

  中铁工程装备集团有限公司党委书记、董事长赵华说，中铁装备将继续深入践行“三个转变”深刻内涵和精神实质，锚定“专业突出、创新驱动、管理精益、特色明显”的发展目标，为建成世界一流地下工程装备研发制造及综合服务企业而不懈奋斗。（记者 李俊 张兴军 牛少杰）