國產盾構機產銷量連續五年世界第一
從中國產品到中國品牌
本報記者 王雅婧
最近，中鐵工程裝備集團(以下簡稱中鐵裝備)研制的“東湖號”超大直徑盾構機吊裝下井安裝就緒，即將在世界最大“城市湖底隧道項目”——武漢兩湖隧道始發掘進。
隧道掘進機是建設地鐵、水電站等地下工程的高端工程裝備，包括泥水平衡盾構機和全斷面硬巖掘進機等類型，有人把它稱作“地下航母”。作為隧道工程建設的核心裝備，這種有上千萬個零部件、數千多噸重量的“大家伙”制造技術復雜，是一個國家裝備制造業水平的重要標志。
習近平總書記日前在四川考察時強調，我國是制造大國，要努力提高自主創新能力，加快向制造強國轉變。作為制造業中的高端領域，近年來，以中鐵裝備為代表的盾構機制造企業快速發展，從依賴進口到自主創新，從零出口到如今遠銷30多個國家和地區……十年來，這里誕生了許多個“世界首臺”，打破了無數個“不可能”，實現產銷量連續十年全國第一、連續五年世界第一。
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曾經受制于人，如今一個個“世界首臺”填補了國內外空白
中鐵裝備副總經理王杜娟從業二十年來，她主持設計的盾構設備有1000余臺，攻克了多項世界性施工難題。矩形的、馬蹄形的……各式各樣的盾構機都難不倒她。然而，二十年前，當她和同事參與研發我國自己的盾構機時，很多人連盾構機實物都還沒見過。
過去，以盾構機為代表的隧道掘進機在國內是個稀罕物。當時，大型工程建設中采用的這類設備幾乎全部是高價進口，有時甚至買到的是其他國家用過的二手產品。上世紀90年代，西康鐵路秦嶺隧道工程從德國買入兩臺全斷面硬巖掘進機，花了7億元左右?？恐@個設備，工期縮短了10個月，安全問題也極大縮減?？墒?，國外設備不僅價格高得離譜，售后服務費用更高。王杜娟回憶，有次我們要加工一個簡單的拖車鋼結構件，發現外方圖紙有錯誤。原本是設計方的問題，可要求人家來處理，開口卻是每天服務費1萬元。
沒有核心技術，只能受制于人。憋著一口氣，2002年，中國中鐵組建了一支18人的“筑夢之隊”，開始研發屬于自己的盾構機。當年，年僅23歲、剛參加工作不久的王杜娟，也被選入團隊中，其他團隊成員也大多和她一樣，是剛工作沒多久的年輕人。
龐大的盾構機部件復雜，那段時間，為了弄清楚盾構機的原理和構造，王杜娟和同事們幾乎跑遍了所有地鐵施工城市，在黑黢黢的地下隧道里觀察了一臺又一臺盾構機。經過6年的努力，2008年，中國首臺具有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機成功下線，實現了零的突破。
實現盾構機自主化的關鍵是實現核心零部件自主化。在隨后的幾年里，中鐵裝備圍繞關鍵核心基礎部件“卡脖子”難題，開啟了技術攻關。
盾構機能夠破巖，離不開刀具這個鋒利的“牙齒”。中鐵裝備黨委書記、董事長趙華介紹，2020年，中鐵裝備與清華大學等院校合作，開發出高耐磨滾刀材料，制造的高耐磨刀圈在高磨蝕地層的掘進壽命是國外刀圈1.2倍以上。趙華說，原來質量好的滾刀刀圈多是進口，目前中鐵裝備品牌的滾刀系列產品市場占用率國內第一。
隨著一項項核心技術的突破，國產盾構機不僅實現了從無到有，也走向了從有到優。世界最大直徑硬巖掘進機、世界首臺高壓水力耦合破巖TBM……近十年來，一個個“世界首臺”填補了國內外空白，讓我國實現了“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構”。
王杜娟回憶起當年參與研制第一臺國產盾構機的過程，有一件事她至今記憶猶新。當時，制造盾構機需要用到一種陶瓷球閥，王杜娟先是找了國外的公司，發現有一家德國企業可以生產，但對方出于技術封鎖，不肯賣給中國企業。百般焦急之中，她在廣東省珠海市找到一家生產球瓷閥門的工廠，試用之后，發現球閥不僅質量很好，價格還是進口閥門的十分之一。
如今看來，國產盾構機的出現，不僅僅只是隧道掘進領域的成果，更是我國制造業水平整體提升的一個縮影。
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2012年拿下第一筆海外訂單，如今遠銷30多個國家和地區
6月1日，中鐵裝備集團設備公司通過“云簽約”的方式拿下了新一批海外訂單。
今年5月底，中鐵裝備訂單總數已達1300多臺，產品遍布國內各地、遠銷五大洲30多個國家和地區，成為我國市場占有率最高、出口國家最多的盾構行業領軍品牌。而2010年，也就是中鐵裝備正式掛牌成立后的第一年，盾構訂單總臺數只有17臺，出口國家和地區是0。
今天，中國隧道工程中使用的盾構機90%以上都是國產，中國盾構機在全球的市場份額已接近70%。但十年前，我國剛剛擁有自己的盾構機不久，不要說出口，就是在國內市場上，施工方大部分使用的還都是國外品牌，甚至很多人對國產盾構機存有疑慮。趙華回憶，2012年，中鐵裝備品牌認可度還相對較低，市場開拓難度可想而知。當年1月，成都地鐵2號線、4號線開工建設，施工地質情況十分復雜。抱著試試看的心態，施工單位讓中鐵裝備生產的國產盾構機和進口盾構機左右線同時掘進。10個月后，結果出人意料：國產盾構的各項性能指標優秀，用時比進口盾構還少了兩個月，一下打響了國產盾構的名號。
走進中鐵裝備的車間，有一條標語十分引人注目：“造中國人自己的盾構，造中國最好的盾構，造世界最好的盾構。”質優價優，國產盾構就是憑著硬實力，扭轉了市場成見，在殘酷的市場競爭中一步步贏得海內外客戶的青睞。
2012年，中鐵裝備拿下了第一筆海外訂單，實現了“中國盾構”沖出國門、走向世界的跨越。
當時，馬來西亞的一個項目工程需要購買盾構機。一開始，馬來西亞方面對“中國制造”并不信任，直言中鐵裝備沒有海外市場經驗。經過多次深入溝通和實地查看，馬方才簽下兩臺盾構機。沒想到，使用過程中，中國盾構機展現出的“中國速度”創造了馬來西亞盾構施工新紀錄：最高日掘進21米、提前計劃工期43天貫通。
2013年，鄭州紅專路下穿中州大道隧道啟動，這是當時世界斷面最大、覆土最淺、距離最長的矩形盾構工程。國際同行業專家斷言：“這是一項不可能完成的任務。”然而，同年底，中鐵裝備自主研發的當時世界最大斷面矩形盾構成功運用，其創新的設備和施工方式吸引了很多國家市政公司人員專程到鄭州參觀考察。正是這次考察，讓新加坡于次年的地鐵施工項目中選擇了“中鐵號”矩形盾構。
2014年5月，習近平總書記視察中鐵裝備時指出：“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。”日前，國務院國資委發布了2021年度國有企業品牌建設100個典型案例，中鐵裝備品牌建設案例入選其中。8年來，憑借過硬質量，曾經在國際上默默無聞的中鐵裝備成功打響自己的品牌，讓越來越多的產品“走了出去”。中鐵裝備黨委副書記、紀委書記張占成說：“今年，我們拿到了德國的訂單，用在德國漢堡一個水電項目。這對我們來說是意義非凡的，因為上世紀末，我國是從德國公司進口硬巖掘進機，而且隧道掘進機的世界第一品牌在德國。”
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攻克全斷面硬巖豎井掘進機世界級技術難題，首次實現井下無人掘進
早在2020年，中鐵裝備就被評為“科改示范企業”標桿企業。趙華表示：“科改示范，我們主要將落實習近平總書記‘三個轉變’重要指示和‘科改示范’部署要求有機結合，積極探索科技創新體制機制改革，不斷健全科技創新治理體系，爭當原創技術‘策源地’。”
趙華介紹，中鐵裝備近三年聯合承擔了13項國家科技項目，形成16項國際領先技術，是盾構行業首個獲得中國專利金獎、唯一獲得科技進步獎一等獎、二等獎和中國質量獎的研發制造企業。不斷創新與精益求精，正是企業走向世界第一的密碼。
200米，在大型工程建設中不算是多長的距離。但在浙江寧海抽水蓄能電站排風豎井項目中，這短短200米的智能無人掘進，中鐵裝備技術研發團隊用了整整10年才攻克。
2021年年底，伴隨著巖石破碎掉落的聲音，中鐵裝備自主研制的世界首臺全斷面硬巖豎井掘進機——中鐵599號順利貫通寧海抽水蓄能電站排風豎井。這一舉動，意義非凡。豎井和隧道，看似都是在地下打洞，但此前，盾構機只能橫著掘進。豎著向下挖許多國外專家也研究過，但效果均不理想。此次，中鐵裝備成功攻克全斷面硬巖豎井掘進機世界級技術難題，首次實現井下無人掘進。
2012年12月，中鐵裝備提出了把盾構機豎著打，開發一個新產品的想法。但理念要變成現實，是個漫長艱辛的過程。豎井掘進機與傳統的盾構施工方位存在一橫一豎的差別，解決垂直施工工作面可用空間小等一系列難題。
那幾年，項目團隊蹲過又黑又悶熱的煤礦豎井，睡過實驗室，然而，推進技術作為關鍵技術之一，在經歷了反復的模擬和試驗后，項目團隊始終沒能突破。一次次的頭腦風暴，結合多學科的探究，直至2014年，在一次討論會上，團隊成員楊聚輝提出的環形撐靴技術得到了一致認可。
這樣的例子，在盾構研制中有很多。盾構機屬于定制產品，每一臺盾構機都要根據客戶的項目進行設計。為了提高生產效率，中鐵裝備對技術中心架構進行重構，建立跨部門協調聯動機制，對產品與技術設計、研發、制造等過程進行統籌協調、資源共享，使盾構設計周期、生產制造周期大大縮短。
細節把控是產品質量的保證。別看盾構機身軀龐大，但它零件繁多、結構復雜，要造好盾構機，也需要“繡花功夫”。這種細致在中鐵裝備盾構公司駐外項目生產一線的員工汪舉平身上體現得淋漓盡致。汪舉平的徒弟說：“在走管線的時候，他要求我們1米的軟管安裝完成后要用尺子測量，誤差不能超過0.5厘米，這個不是說會影響到設備性能，這就是我們裝備的標準?！?/p>