解析国产盾构机机械性能，生产状况，展望未来机械设备、机械化隧道建设存在问题和发展趋势。

隧道掘进机（Tunnel Boring Machine），是一种隧道掘进的专用工程机械。欧美将全断面隧道掘进机统称为TBM；日本则一般统称为盾构机，细分可称为硬岩隧道掘进机和软土地层隧道掘进机；我国一般习惯将硬岩隧道掘进机（硬岩TBM）简称为TBM，将软地层掘进机称为盾构机（shield machine）。本文盾构机含TBM。

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。

盾构隧道的应用领域：铁路隧道、城市轨道交通、引水隧道、水电站建设、煤矿开采、公路隧道、地下管线。

 

截至2017年末，中国内地（不含港澳台地区）共计34个城市开通城市轨道交通并投入运营，共56个城市开工建设城市轨道交通，开通城轨交通线路165条，运营线路长度达到5033公里。其中，地铁3884公里，占比77.2%；其他制式城轨交通运营线路长度约1149公里，占比22.8%。2017年新增运营线路32条，同比增长24.1%；新增运营线路长度880公里,同比增长21.2%。2016年当年线路增长首次超过500公里，达到535公里，仅一年后年线路增长突破800公里，又迈上一个新的台阶，增长速度前所未有。全年累计完成客运量185亿人次，同比增长14.9%。拥有2条及以上运营线路的城市已增至26个，占已开通城轨交通城市的76.5%。2017年中国内地城轨交通完成建设投资4762亿元，在建线路长度6246公里，在建项目可研批复投资额累计38756亿元。截至2017年末，共有62个城市的城轨交通线网规划获批（含地方政府批复的18个城市），规划线路总长7321公里。国内地下线，使用盾构机是当前的主流。

盾构机除了能够在轨道交通中广泛使用外，在大城市通水、通电等领域也将被逐步应用。当前，中国正处于城镇化快速发展时期，但地下管廊的建设相对滞后。发展城市地下管廊，不仅可以有效解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修，是提升城市品质的重要举措。国务院自 2015 年开始部署城市地下综合管廊建设试点工作。到 2018 年，全国有 69 个城市在建的地下综合管廊将达到1000 km，总投资约 880 亿元。据粗略统计，未来地下综合管廊投资规模将超过1万亿元。2016新建地下综合管廊公里1791公里，2017地下综合管廊在建里程6575公里。盾构机，则是实现地下管廊建设的必备工具。

根据盾构机的设计寿命（通常在1万小时左右），假设每9公里（双线）需要两台盾构机，盾构机需求量巨大。

2002年前，盾构设计技术一直被国外垄断，产品长期依赖进口，价格居高不下，制约了我国盾构的应用，延缓了城市地铁的快速发展。

目前，国内企业在竞争中发展得比较快，市场份额也在不断增加，使得近年来我国的盾构机市场发生了根本改变，已经打破了国外盾构机占据主导地位的局面。2017 年有超过45家企业已进入或正准备进入盾构机行业，其中如中铁装备、中国铁建重工集团、辽宁三三等企业都可单独承接盾构机施工项目，拥有开发、设计、制造、服务一体化的专业施工能力。从企业结构进行分析，当前盾构机行业的企业主要有三类：第一类是国内的装备制造企业，此类企业技术水平和制造基础比较好，在自身原有的装备制造基础上通过技术开发进入盾构机领域的企业；第二类是由外资控股的中外合资企业或外国独资企业，如德国海瑞克、日本三菱等；第三类是具有施工总包能力的企业转型升级后新组建的装备制造公司，这类企业原本就是有盾构机需求的企业，掌握着盾构机的市场，因此目前此类企业发展得最好，拥有较大优势，对国内市场的占领比较迅速。而合资企业和外国独资企业由外方掌握核心技术，在技术上有优势，但由于缺乏市场，所以一般采用外国控股，由国内合作方负责市场和制造的形式与中国的地方政府合作。经过多年的消化吸收，国内盾构机企业不断发展壮大，外资企业的市场份额在不断缩小。

 

随着盾构机制造技术水平的不断提高，以及施工领域的应用越来越多，盾构机行业的竞争也越来激烈，国内外的盾构机企业都在不断加大资本投入，通过对基础设施规划建设情况、盾构机的生产市场、技术现状与隧道建设发展进行深入分析研究，了解当前国产盾构机制造水平，需求和市场环境变化趋势。

 从黎明期到技术创新期

2009年之前，我国大约有85％的盾构掘进机依赖进口。其中，占据欧洲大半市场份额的德国海瑞克，以产量1670台居世界首位的三菱重工，以及拥有多个品牌的德国维尔特的表现最为抢眼。其中海瑞克就占据国内盾构机市场的70％以上。

我国1953年开始采用盾构进行隧道修建，晚于国外128年。

 

手掘式盾构

2000年前，国内盾构多为主要部件进口，国内工厂拼装组合，无自己的核心技术。

2002年开始，中国致力于“造中国最好的盾构”，国家科技部将盾构技术研究列入“863”计划。

2004年，依托于“十五”期间国家“863”计划项目，上海隧道研制出国内首台全自主设计、 具有知识保产权的土压平衡盾构机“先行号”样机。该机在切削刀盘驱动系统、推进系统、拼装机系统、同步注浆控制系统、盾尾密封系统、自动控制系统等关键技术进行了技术创新，实现中国盾构从有到优的历史突破。

2006年底，“先行2号”盾构在沪制造安装完成并正式下线，首次实现了国内地铁盾构的批量生产。

 

先行号

2008年4月，依托“863”计划，由中铁隧道集团隧道设备制造公司牵头，浙江大学、华中科技大学等参与研制的首台国产复合盾构“中国中铁1号”下线，该机国产率 65%，填补了我国在复合盾构制作领域的空白。从此，国内盾构市场彻底打破了进口盾构对国内市场的垄断，开启了国产盾构的自主研发、制造的新篇章。

 

中国中铁1号

2009年9月，一台直径为11.22m的具有自主知识产权的大直径泥水盾构“进越号”成功贯穿上海打浦路隧道复线