中铁隧道公司：以创新为隧道机械化施工注入“中国底气”

高原型湿喷台车成功应用。（资料图片）

中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司（以下简称中铁隧道公司）是世界500强企业——中国中铁股份有限公司的三级子公司，成立于2013年12月，是我国隧道施工专用设备创新的领导者、高新装备推广的探路者。

国产化道路步入快车道
修隧道，用机器好还是人工好？这个问题其实不难回答，但在很长的一段时间内，受制于经济和技术的限制，我国矿山法隧道依然以人工钻爆法和小型机械辅助作业为主，机械化程度低，隧道施工领域的产业升级较为缓慢。而且，隧道行业一直是劳动力密集型行业，一线从业者多为农民工，从事的都是重体力劳动，加上隧道施工环境差、安全风险高，工序复杂、整体效率不高，由此可见隧道领域改革升级迫在眉睫，机械化施工取代传统、粗放的“人海战术”也成了行业发展的必然趋势。
机械化作业迭代升级依赖核心装备的研发创新。但是矿山法隧道领域的机械化配套施工装备以前严重依赖进口，虽然施工效率大大提升，但是价格昂贵、服务不及时，未能实现大面积推广使用，也未能改变隧道施工的现状，这不符合隧道从业者对美好生活的追求，也严重阻碍了我国矿山法隧道机械化施工技术和水平的迭代升级。
直到2017年，随着我国第一台拥有完全自主知识产权的智能型三臂凿岩台车在中铁隧道公司下线，隧道施工专用设备的国产化道路步入了快车道。在之后的几年里，多项国内首创的自主创新产品在该公司相继下线，并成功应用于隧道施工现场。
更合理的价格，保姆式的服务，更加符合我国隧道行业施工实际和国人操作习惯的一批国产化隧道机械化施工成套设备相继问世，让我国隧道施工的机械化进程大大提速，中铁隧道公司也迎来了一个快速发展期，近5年的订单额平均增速超过50%，专用设备国内市场占有率也连续攀升。
如今，中铁隧道公司已然成为隧道施工专用设备行业的创新引领者。然而在该公司总经理王锴看来，隧道机械化施工代替“人海战术”还有很长的路要走，成套施工装备智能化和管理信息化升级还有很多功课要做，但隧道领域的机械化作业爆发期就在眼前。
从“引进来”到“走出去”
2020年，湖北省兴山县，奇峰峻岭，云雾缭绕，郑万高铁香炉坪隧道施工现场机器轰鸣。操作人员将预设好的炮孔布置图传入由中铁隧道公司生产的智能型凿岩台车后，台车便自动调节凿岩臂，精准定位，自行钻孔，近200个炮孔，仅仅用了一个多小时便全部完成。
装填炸药、引爆、出渣，后续的湿喷台车、锚杆台车、拱架安装台车、防水板铺设台车、二衬台车紧跟而上，高效紧凑的工序协作令人叹为观止。作为郑万高铁全线控制性工程，从2017年4月进场施工，到2021年1月全线贯通，全长15.154公里的香炉坪隧道仅用了不到4年的时间便建设完成，这其中离不开高度机械化的施工条件。而令人骄傲的是，这次施工所采用的主要设备大多都已经换成了国产设备，大部分的国产设备都是由中铁隧道公司提供的。
“机械化本身的好处是显而易见的，我们坚持的原则就是能用设备的绝对不用人工。”中铁隧道公司机械化装备分公司总工程师胡卫平说，“一台三臂凿岩台车相当于10个人工的工作效率，并且工作质量更高，如果工序衔接顺畅的话，进度要快得多，此外由于设备只需要1~2人操作，掌子面工作人数少了，安全性自然也大大提高。”
自中铁隧道公司成立以来，就将隧道机械化专用设备作为主攻方向。2015年，该公司研制了第一台全液压凿岩台车，并成功应用于雅康高速二郎山隧道建设中。在此后的几年间里，智能湿喷台车、智能锚注一体台车等一大批创新产品相继问世，国产隧道机械化专用设备产业化进入了发展蓄力期。
今年3月12日，位于河南新乡的中铁隧道公司举行了一场声势浩大的发货仪式，三臂凿岩台车、湿喷台车、两臂拱架安装台车……一共13台矿山法隧道机械化施工装备，涵盖了隧道从开挖到支护的全工序，它们被运往了南美洲的秘鲁，并用于当地港口隧道的建设。这是我国矿山法隧道机械化装备首次成套应用于海外的项目，意味着我国矿山法隧道机械化施工综合解决方案受到了国际的认可。
高质量服务带动国产化浪潮
技术上的突破、新产品的推出，打破了矿山法隧道施工装备长期被国外垄断的局面，然而要赢得市场广泛的认可，仅仅有产品还远远不够。“服务可不只是维修保养，更在于提升用户的使用体验。主要目标只有一个，那就是帮助大家把机械化的优势真正发挥出来。”中铁隧道公司事业部的负责人梁东说。
被誉为隧道施工“国家队”的中铁隧道局集团从2005年就开始采用成套进口装备进行机械化施工，除了价格高外，最大的问题就在于后续服务无法跟上。“每次维修都要请他们从国外派工程师过来，不仅需要承担很多成本，也耽误了不少时间。”胡卫平回忆，“一旦需要更换零部件，就要从国外发货，又需要等上十天半个月，工期也就受到了很大的影响。”
相比之下，国产化产品的优势就凸显了出来，相较于进口，中铁隧道公司的各类专用设备的价格下降了30%~50%，零配件更是可以当天发货，对于较大的工程项目还能够提供驻点服务，出现问题立刻解决。“正是有了这样高效的后期服务，高效的施工速度才得以保障。”胡卫平感慨道。
致力于推动从制造业向服务型转变，中铁隧道公司凭借着引领行业的高质量服务，近5年的订单额年均增速超过了50%，先后为全国40余个城市地铁和隧道施工提供水平运输设备和隧道专用设备，部分产品市场占有率在60%以上。
从“人工战术”到机械施工
下一个风口在哪里？如果不是项目要求，作为广东一家施工企业负责人的郝勇可能依旧不会选择机械施工。主要还是因为“贵”，不仅机器本身投入大，一旦使用设备，培养操作人员、机器定期维护以及可能造成的闲置，都会产生新的成本。此外，一次性购买成套的设备是不现实的，单一工序的机械化又必然受前后工序进度的影响，势必不能发挥其最大的作用。
也正是这些原因，郝勇的队伍直到去年还是人工钻爆，然而由于一个高速隧道项目，业主明确要求必须使用机械施工，2020年年底，郝勇一下子从中铁隧道公司引入了4台三臂凿岩台车，令他没有想到的是，2个人在1个多小时就完成了原来10多个人2个多小时的工作量，施工效率和安全性大大提高，感慨自己“确确实实是尝到了甜头”的郝勇对机器的态度有了彻底的转变。
相较于人工打眼，机器的误差更小，外加独创的钻孔定位反馈机制，让钻杆定位更精准，信息化反馈更加直观，更便于施工管理，而且爆破效果更符合预期，后期支护的成本也由此降低，而工期大大缩短更是直接节省了大量的成本。
此外，以前工人在施工时，郝勇基本每天都是提心吊胆的，生怕出现事故。可使用机器后，掌子面附近只有驾驶舱1名员工，并且在封闭的操作室内远离掌子面，安全性也得到了提高。“不实行机械化，我们马上就要面临无人可用的局面，因为现在作业人员大都50多岁，年轻人不愿意干这么辛苦的工作。”得益于较高的机械化水平，郝勇在此后的时间里又接到了更多的项目，机器的成本再次被摊薄。所有的变化让郝勇意识到，机械化已经不是一个还需探讨的命题，而是未来能否抢占先机的必然选择。“我们同行之间私下沟通，大家都有一个想法，那就是都想上机器，都准备上机器，关键就是怎么上的问题。”郝勇表示。
怎么在实力允许的条件下，更快地实现机械化？这个问题郝勇和他的同行们在思考，身为设备制造商的中铁隧道公司同样在思考。“只有增强让客户迈出第一步的底气，降低他们的成本风险，才能在隧道施工向全机械化过渡的时期抓住机遇占领市场，继续引领未来隧道设备行业的发展。”在王锴看来，以客户为中心绝不能只把眼光盯在产品质量和功能上，要真真切切了解客户的想法和需求，帮助他们解决实际问题，只有“想客户之所想，才能行得通”。
“隧道施工机械化的关键还是在创新。”王锴说，机遇并不是等来的，能否抓住风口还需要把握趋势，做好充足的准备，中铁隧道公司将始终坚持帮助客户解决实际困难，和施工企业一起拥抱隧道施工机械化的“春天”。
（任 娜 于明伟 张一震）