厦门大学嘉庚学院机电类学科仿真教学中心
聚焦盾构机:“工程机械之王”迎大发展
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    盾构隧道掘进机,简称盾构机,俗称“地龙”,是一种隧道掘进的专用工程机械现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,亦被称作地铁施工的“利器”。目前,盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政管网、过江隧道、水电等隧道工程。


  在2016年底召开的中国工程机械工业协会掘进机械分会上,中国工程机械商贸网编辑了解到,我国已经掌握了自主设计制造盾构机的能力,并开始打破国外长期垄断国内盾构机市场的局面。当前,我国以盾构机为主的全断面隧道掘进机市场迎来重要发展机遇主要源于两方面:一是以轨道交通为代表的城市基础设施建设;二是《中国制造2025》的战略实施和“一带一路”倡议的推进。

  国内:地下城市管廊及基础设施建设成为盾构机的需求主力

  2017年5月11日,中国城市综合管廊规划建设与管理大会在珠海召开,中国地下综合管廊建设已经进入关键时期。业内人士表示,有效拉动社会资本投入地下综合管廊建设,促进中国城市集约高效和转型发展,提高中国城镇化发展质量,成为地下管廊建设的重中之重。盾构机,则是实现地下管廊建设的必备工具。

  同时,盾构机作为隧道挖掘、建设的必要设备,其需求也受到了铁路和城轨高速发展拉动。2016年5月,国家发展改革委、交通运输部联合印发《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》,2016-2018年拟重点推进铁路、公路、城市轨交等交通基建领域共 303 个项目,涉及项目总投资约4.7万亿元。根据《“十三五”城轨交通发展形势报告》,城轨交通将出现更大规模的发展态势。据统计,约有75%的运营线路为地铁,预计至 2022 年,地铁总长度将达到 8033.3 公里。由于地下铁路的修建往往通过人口密集区,所以无法大面积进行地表开挖,需要采用盾构机。有人算了一笔账,地铁隧道一般为双车道,需双向开挖,根据盾构机的设计寿命,假设每9公里需要两台盾构机,则共需要盾构机上千台。

国内大直径海底隧道盾构机下线
国内大直径海底隧道盾构机下线

全球首台马蹄形盾构机掘进里程突破千米大关

全球首台马蹄形盾构机掘进里程突破千米大关

  2017年,国内盾构机市场新品层出不穷,屡破纪录。2月份,中国电建与中国中铁两家央企“强强联合”,仅用2个月就建成盾构总装车间,仅用3个月时间第一台盾构机就成功下线。3月10日,铁建重工在成都龙泉驿区制造的“成都首台国产大直径土压平衡盾构机”成功下线。4月6日,全球首台马蹄形盾构机“蒙华号”掘进里程日前突破千米大关,这是我国马蹄形盾构工法首次应用于山岭铁路软土隧道施工,标志着这台超大异型盾构机实现成功运用。7月19日,山河智能董事长何清华与湖南省铁路工程第二有限公司董事长武朝光签约,两台由中铁山河公司生产的全新土压平衡盾构机即将投入昆明轨道交通四号线工程项目。8月7日,一台直径15.01米,长130米的超大直径盾构机在广州下线。

  海外:掘金“一带一路” 出口呈稳步增长态势

  受制于核心关键设备的缺失,我国盾构机的制造技术和市场曾长期被国外公司垄断。近年来,通过自主创新,我国已掌握了盾构机的自主设计制造能力,并在国内市场取得了主导地位,在出口方面也呈现出稳步增长的态势。以中铁装备为例,2013年,中铁装备成功收购德国维尔特公司。2015年10月份,中铁装备自主研制的矩形盾构机首次出口新加坡,开创了国产矩形盾构机走出国门的先河。2016年3月份,中铁装备出口以色列的首台大直径土压平衡盾构机下线,创下了国产盾构机出口海外的大订单纪录……截至目前,中铁装备已出口盾构机25台,中国品牌在世界盾构市场的影响力与日俱增。自成立至今,中铁装备积极推进“ 走出去” 的国际化道路,先后成立德国公司和新加坡分公司等海外机构,产品出口至马来西亚、新加坡、印度、中东等国家及地区,并成功进入欧洲。业内人士根据中铁装备海外订单的增长情况,保守估计我国盾构机出口增长率在 30%以上。

  2017年1月2日,北方重工集团获土耳其六台盾构机大单。4月25日,中车永济电机公司获得中国铁建重工集团有限公司出口盾构机项目电机订单30台,并将配属盾构机整机出口俄罗斯。6月26日,中国铁道建筑总公司所属铁建重工自主研制的首台出口俄罗斯盾构机DZ397顺利完成验收,设备将应用于莫斯科地铁隧道施工。7月3日,中国铁建重工集团自主研制的国产首台出口俄罗斯盾构机DZ397装车发运,设备将应用于莫斯科地铁隧道施工。

  再制造产业:逐步完善 引领行业健康发展

  据不完全统计,2016年,我国盾构机保有量目前已超过950台,盾构机因为其特殊的施工要求,经常是一个工程段下来,整台盾构机就报废了。中铁装备集团党委书记、董事长谭顺辉曾表示,大型盾构设备使用寿命通常在1万小时左右。虽然20世纪90年代“再制造”概念便被提出,但是因为盾构机在国内大规模应用也就是最近10年,所以,盾构机再制造近两年才被提上日程。也正因为如此,盾构机再制造得以在相对规范的环境中不断完善,引领着盾构机再制造行业的健康发展。

“中建二号”再制造盾构机设备
“中建二号”再制造盾构机设备

  2017年3月25日,中建交通建设集团有限公司“中建二号”再制造盾构机成功下线,5月1日起正式在长春地铁项目服役。5月26日至6月25日期间,“中建二号”单月完成449环、538.8米,创造了长春地铁盾构单月快纪录。8月,“中建二号”再制造盾构机交上了一份令人满意的成绩单。据工程负责人介绍,这台经过“翻新”的再制造盾构机在掘进性能等方面超过了部分新机,达到了施工要求,但成本只相当于新机的四分之一甚至更低。据中国工程机械商贸网编辑了解,为了使这台盾构机重获新生,中建交通对盾构机的主轴承、减速机、泵阀、液压油缸、刀盘、螺旋输送机等关键部件进行了再制造,并应用表面镀层再制造技术、表面涂层再制造技术等技术。与购买新机相比,整机再制造可以节省资金2000余万元。同时,可以节约钢材200余吨,按标准煤计可节煤近260吨,减少二氧化碳及其他有害气体排放近700余吨。

国内盾构机再制造基地在天津东疆港开建
国内大的盾构机再制造基地在天津东疆港开建

  2017年6月,中铁装备集团高端装备再制造中心项目开工仪式在天津举行。项目建成后将成为我国大的隧道掘进机再制造基地和再制造产品及零部件仓储中心、交易中心。据中国工程机械商贸网编辑了解,该项目将开展盾构设备的保税维修、再制造以及总装业务,建设成为中铁装备盾构机出口东南亚、欧洲、中亚、西亚等国外市场的维修中心。中国中铁工程装备集团有限公司相关负责人介绍,项目投入运营后,可以解决长期困扰我国海外工程出口企业的高端装备回国内维修及保养难题,相比于海外,在国内开展再制造等相关业务可以节约60%左右的费用。