國產(chǎn)盾構(gòu)機產(chǎn)銷量連續(xù)五年世界第一
從中國產(chǎn)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(gòu)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(fā)掘進。
隧道掘進機是建設(shè)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(gòu)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(shè)的核心裝備，這種有上千萬個零部件、數(shù)千多噸重量的“大家伙”制造技術(shù)復(fù)雜，是一個國家裝備制造業(yè)水平的重要標志。
習(xí)近平總書記日前在四川考察時強調(diào)，我國是制造大國，要努力提高自主創(chuàng)新能力，加快向制造強國轉(zhuǎn)變。作為制造業(yè)中的高端領(lǐng)域，近年來，以中鐵裝備為代表的盾構(gòu)機制造企業(yè)快速發(fā)展，從依賴進口到自主創(chuàng)新，從零出口到如今遠銷30多個國家和地區(qū)……十年來，這里誕生了許多個“世界首臺”，打破了無數(shù)個“不可能”，實現(xiàn)產(chǎn)銷量連續(xù)十年全國第一、連續(xù)五年世界第一。
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曾經(jīng)受制于人，如今一個個“世界首臺”填補了國內(nèi)外空白
中鐵裝備副總經(jīng)理王杜娟從業(yè)二十年來，她主持設(shè)計的盾構(gòu)設(shè)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(gòu)機都難不倒她。然而，二十年前，當(dāng)她和同事參與研發(fā)我國自己的盾構(gòu)機時，很多人連盾構(gòu)機實物都還沒見過。
過去，以盾構(gòu)機為代表的隧道掘進機在國內(nèi)是個稀罕物。當(dāng)時，大型工程建設(shè)中采用的這類設(shè)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(chǎn)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(shè)備，工期縮短了10個月，安全問題也極大縮減�？墒�，國外設(shè)備不僅價格高得離譜，售后服務(wù)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(jié)構(gòu)件，發(fā)現(xiàn)外方圖紙有錯誤。原本是設(shè)計方的問題，可要求人家來處理，開口卻是每天服務(wù)費1萬元。
沒有核心技術(shù)，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(fā)屬于自己的盾構(gòu)機。當(dāng)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(gòu)機部件復(fù)雜，那段時間，為了弄清楚盾構(gòu)機的原理和構(gòu)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(gòu)機。經(jīng)過6年的努力，2008年，中國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機成功下線，實現(xiàn)了零的突破。
實現(xiàn)盾構(gòu)機自主化的關(guān)鍵是實現(xiàn)核心零部件自主化。在隨后的幾年里，中鐵裝備圍繞關(guān)鍵核心基礎(chǔ)部件“卡脖子”難題，開啟了技術(shù)攻關(guān)。
盾構(gòu)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(xué)等院校合作，開發(fā)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(zhì)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(chǎn)品市場占用率國內(nèi)第一。
隨著一項項核心技術(shù)的突破，國產(chǎn)盾構(gòu)機不僅實現(xiàn)了從無到有，也走向了從有到優(yōu)。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(nèi)外空白，讓我國實現(xiàn)了“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)”。
王杜娟回憶起當(dāng)年參與研制第一臺國產(chǎn)盾構(gòu)機的過程，有一件事她至今記憶猶新。當(dāng)時，制造盾構(gòu)機需要用到一種陶瓷球閥，王杜娟先是找了國外的公司，發(fā)現(xiàn)有一家德國企業(yè)可以生產(chǎn)，但對方出于技術(shù)封鎖，不肯賣給中國企業(yè)。百般焦急之中，她在廣東省珠海市找到一家生產(chǎn)球瓷閥門的工廠，試用之后，發(fā)現(xiàn)球閥不僅質(zhì)量很好，價格還是進口閥門的十分之一。
如今看來，國產(chǎn)盾構(gòu)機的出現(xiàn)，不僅僅只是隧道掘進領(lǐng)域的成果，更是我國制造業(yè)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(qū)
6月1日，中鐵裝備集團設(shè)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(shù)已達1300多臺，產(chǎn)品遍布國內(nèi)各地、遠銷五大洲30多個國家和地區(qū)，成為我國市場占有率最高、出口國家最多的盾構(gòu)行業(yè)領(lǐng)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(gòu)訂單總臺數(shù)只有17臺，出口國家和地區(qū)是0。
今天，中國隧道工程中使用的盾構(gòu)機90%以上都是國產(chǎn)，中國盾構(gòu)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(gòu)機不久，不要說出口，就是在國內(nèi)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(chǎn)盾構(gòu)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(dāng)年1月，成都地鐵2號線、4號線開工建設(shè)，施工地質(zhì)情況十分復(fù)雜。抱著試試看的心態(tài)，施工單位讓中鐵裝備生產(chǎn)的國產(chǎn)盾構(gòu)機和進口盾構(gòu)機左右線同時掘進。10個月后，結(jié)果出人意料：國產(chǎn)盾構(gòu)的各項性能指標優(yōu)秀，用時比進口盾構(gòu)還少了兩個月，一下打響了國產(chǎn)盾構(gòu)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(gòu)，造中國最好的盾構(gòu)，造世界最好的盾構(gòu)�！辟|(zhì)優(yōu)價優(yōu)，國產(chǎn)盾構(gòu)就是憑著硬實力，扭轉(zhuǎn)了市場成見，在殘酷的市場競爭中一步步贏得海內(nèi)外客戶的青睞。
2012年，中鐵裝備拿下了第一筆海外訂單，實現(xiàn)了“中國盾構(gòu)”沖出國門、走向世界的跨越。
當(dāng)時，馬來西亞的一個項目工程需要購買盾構(gòu)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(jīng)驗。經(jīng)過多次深入溝通和實地查看，馬方才簽下兩臺盾構(gòu)機。沒想到，使用過程中，中國盾構(gòu)機展現(xiàn)出的“中國速度”創(chuàng)造了馬來西亞盾構(gòu)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(dāng)時世界斷面最大、覆土最淺、距離最長的矩形盾構(gòu)工程。國際同行業(yè)專家斷言：“這是一項不可能完成的任務(wù)�！比欢�，同年底，中鐵裝備自主研發(fā)的當(dāng)時世界最大斷面矩形盾構(gòu)成功運用，其創(chuàng)新的設(shè)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(gòu)。
2014年5月，習(xí)近平總書記視察中鐵裝備時指出：“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�！比涨埃瑖鴦�(wù)院國資委發(fā)布了2021年度國有企業(yè)品牌建設(shè)100個典型案例，中鐵裝備品牌建設(shè)案例入選其中。8年來，憑借過硬質(zhì)量，曾經(jīng)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(chǎn)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(shù)難題，首次實現(xiàn)井下無人掘進
早在2020年，中鐵裝備就被評為“科改示范企業(yè)”標桿企業(yè)。趙華表示：“科改示范，我們主要將落實習(xí)近平總書記‘三個轉(zhuǎn)變’重要指示和‘科改示范’部署要求有機結(jié)合，積極探索科技創(chuàng)新體制機制改革，不斷健全科技創(chuàng)新治理體系，爭當(dāng)原創(chuàng)技術(shù)‘策源地’�！�
趙華介紹，中鐵裝備近三年聯(lián)合承擔(dān)了13項國家科技項目，形成16項國際領(lǐng)先技術(shù)，是盾構(gòu)行業(yè)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(zhì)量獎的研發(fā)制造企業(yè)。不斷創(chuàng)新與精益求精，正是企業(yè)走向世界第一的密碼。
200米，在大型工程建設(shè)中不算是多長的距離。但在浙江寧海抽水蓄能電站排風(fēng)豎井項目中，這短短200米的智能無人掘進，中鐵裝備技術(shù)研發(fā)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(fēng)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(gòu)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(shù)難題，首次實現(xiàn)井下無人掘進。
2012年12月，中鐵裝備提出了把盾構(gòu)機豎著打，開發(fā)一個新產(chǎn)品的想法。但理念要變成現(xiàn)實，是個漫長艱辛的過程。豎井掘進機與傳統(tǒng)的盾構(gòu)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(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)之一，在經(jīng)歷了反復(fù)的模擬和試驗后，項目團隊始終沒能突破。一次次的頭腦風(fēng)暴，結(jié)合多學(xué)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(huán)形撐靴技術(shù)得到了一致認可。
這樣的例子，在盾構(gòu)研制中有很多。盾構(gòu)機屬于定制產(chǎn)品，每一臺盾構(gòu)機都要根據(jù)客戶的項目進行設(shè)計。為了提高生產(chǎn)效率，中鐵裝備對技術(shù)中心架構(gòu)進行重構(gòu)，建立跨部門協(xié)調(diào)聯(lián)動機制，對產(chǎn)品與技術(shù)設(shè)計、研發(fā)、制造等過程進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、資源共享，使盾構(gòu)設(shè)計周期、生產(chǎn)制造周期大大縮短。
細節(jié)把控是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。別看盾構(gòu)機身軀龐大，但它零件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要造好盾構(gòu)機，也需要“繡花功夫”。這種細致在中鐵裝備盾構(gòu)公司駐外項目生產(chǎn)一線的員工汪舉平身上體現(xiàn)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(shè)備性能，這就是我們裝備的標準。”