随着北京2008奥运会的临近以及上海世博会的即将召开,北京、上海、广州等地交通建设的步伐也在不断加快,特别是对大都市来说,解决交通堵塞最好的方式无疑于地铁或轻轨建设。盾构机--可能很多人比较陌生,但是如果联系到地铁隧道建设,大家就应该有些了解,其实就是挖隧道的专用机械。而如今,随着北京、上海、广州等各大城市轨道交通建设投资不断加大,盾构机这个动辄几千万或上亿的大型设备国产化进程显得越发重要起来…
为深入了解国内外盾构机发展最新情况,了解盾构机国产化进程,慧聪网特别采访了原地铁专业委员会秘书长、现任中国土木工程学会城市轨道交通技术推广委员会专家、北京城建设计研究总院有限责任公司顾问杜文库先生,他从事盾构机研究多年,对于世界盾构机发展有着非常深入的研究和独到的见解。同时慧聪网还对多位业内盾构专家进行采访,撰写此文,供读者参考。

原地铁专业委员会秘书长、现任中国土木工程学会城市轨道交通技术推广委员会专家、
北京城建设计研究总院有限责任公司顾问 杜文库先生
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造价数千万或上亿技术要求非常高
盾构机,全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集机、光、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,涉及地质和水文地质、土木、力学、机械、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。用盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点,在隧道洞线较长、埋深较大的情况下,用盾构机施工更为经济合理。盾构机最重要的特点就是要按照不同的地质和水文地质条件进行“量体裁衣”式的设计和制造,每台配置都不一样,可靠性极高。
盾构机由不同部件组成,尤其大型轴承的制造,主密封、各变速箱机构、液压系统、监控量测元件和系统都需要事先分工生产,形成产品技术平台。特别是旋转刀盘部分技术含量高且造价最高,不同地质条件刀具的配置差别很大,包括液压泵和阀门在内的多个关键部件都要依靠国外进口。据业内人士分析,在北京、广州、南京、天津等地的地铁隧道建设中,90%以上的盾构都是从德国和日本公司购买的。杜文库向记者表示,因为盾构机研制技术含量高、制造工艺复杂,目前世界上只有极少数的厂商掌握盾构机研发制造技术。
据有关数字显示,目前国外盾构机由于其高附加值及精良制造工艺,直径为6米的盾构设备造价在400-700万美元之间。2007年南京长江隧道工程中将用到两台14.93米超大直径复合式泥水盾构机,是普通地铁施工盾构机的两倍多,重达4000吨,总长130多米,为世界第二大泥水盾构机(仅次于上海崇明岛隧道工程使用的盾构机),该盾构机价值约3亿元人民币,南京长江隧道工程需用两台,加上配套设施,总价值达7亿元。
调查显示,国产盾构机存在地质适应性较差、缺乏砂卵石和岩石地质使用的经验和业绩。同时,国产设备所需部件中包括大型轴承、液压马达、泵、检测元件、特殊刀具等关键件目前尚需通过进口,直接导致掘进机价格居高不下。据沈阳重型机械集团某位参与盾构机制造的负责人表示,当前必须加大盾构机制造的国产化比例,否则我国实现盾构机的自主创新战略无从谈起,价格永远是国外厂商说了算。
基础建设猛增市场需求巨大
杜文库对盾构机市场发展前景非常看好,“随着我国基础设施的大规模建设以及西部大开发战略的实施,铁路建设、水利建设等工程都将有大量的长、大隧道需要建设。现代化城市建设中的地铁工程、市政工程(排污水管、输水管)、越江隧道也在不断增加。越来越多的工程建设单位将首选隧道掘进机施工,因为它带来的是高效、安全、便捷。”据业内专家预测,截至2010年,我国隧道建设需要再购置直径3~9米岩石和盾构掘进机200余台,还不包括微型掘进机在内。据杜文库预估,随着城市立体化、管线入地化趋势的到来,2010年我国盾构掘进机数量将达到400台以上。
单就国内市场近几年来的需求来看,杜文库向记者列举了一些数字。现在国内应用盾构施工最多的城市是上海,借助上海隧道股份成熟的研发制造和良好的地质条件,当前已经达到了80多台,有望超过100台的需求量。地铁建设的活跃城市-广州目前已经保有量已经达到50台以上。伴随奥运的临近,北京地铁建设规模不断扩大,如果新建6条线全部开工的话,起码估计需要三四十台,这是近年来盾构机应用发展最快的机遇。
“为什么这么说呢,因为现在除了地铁建设用的比较多之外,铁路隧道也开始大量应用盾构机了,包括引水隧道已大量使用。除此之外,现在城市地下管网用盾构机施工的实例还不多,这方面我估计也会好起来。随着人们对环境保护意识的增强,城市地下管道建设不能总通过开挖地面解决,这种情况下,微型盾构的应用机会将逐步增多。”杜文库说到。“面对这样大的市场应用前景,盾构国产化替代进口是我们的目标和主要任务。”
据不完全统计,2015年以前,我国已建城市轨道的15座城市将新建轨道交通65条线,总长度为1700公里,还将有若干城市批准承建,投入施工的盾构约300台以上,而采用盾构掘进机施工将是必然的选择。加上大型的越江工程,我国的各类盾构未来潜在市场将有200亿元以上的产值。