盾構(gòu)隧道智能建造技術(shù) 首次實現(xiàn) 達(dá)到世界領(lǐng)先水平 國產(chǎn)盾構(gòu)機發(fā)展歷程

• 李波 2022年12月1日 來源：中研普華集團(tuán)、經(jīng)濟日報、中研網(wǎng) 227 7
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近日，中國中鐵在上海舉行盾構(gòu)隧道智能化建造現(xiàn)場會，多名中國工程院院士及相關(guān)專家表示，上海機場聯(lián)絡(luò)線工程11標(biāo)，首次實現(xiàn)了盾構(gòu)掘進(jìn)由“人工為主、智能為輔”到“智能為主、人工為輔”的產(chǎn)業(yè)升級，標(biāo)志著我國盾構(gòu)隧道智能建造技術(shù)已達(dá)世界領(lǐng)先水平。

項目首次實現(xiàn)一鍵啟動盾構(gòu)智能掘進(jìn)，創(chuàng)新建成了以智能管控為核心，智能掘進(jìn)、智能拼裝、智能協(xié)同、智能診斷、智能物管為保障的盾構(gòu)隧道智能建造體系……

近日，中國中鐵在上海舉行盾構(gòu)隧道智能化建造現(xiàn)場會，多名中國工程院院士及相關(guān)專家表示，上海機場聯(lián)絡(luò)線工程11標(biāo)，首次實現(xiàn)了盾構(gòu)掘進(jìn)由“人工為主、智能為輔”到“智能為主、人工為輔”的產(chǎn)業(yè)升級，標(biāo)志著我國盾構(gòu)隧道智能建造技術(shù)已達(dá)世界領(lǐng)先水平。

專家表示，在鐵路和其他重大工程建設(shè)領(lǐng)域，地下隧道建設(shè)一直是施工的重難點，傳統(tǒng)開鑿掘進(jìn)依靠打風(fēng)鉆、放炮等方法，效率很低。經(jīng)過十幾年潛心鉆研，我國盾構(gòu)設(shè)備和施工技術(shù)突破國外技術(shù)封鎖，取得重大突破，生產(chǎn)出滿足各種需求、適應(yīng)各種地質(zhì)條件的產(chǎn)品，滿足了我國重大工程建設(shè)需求，產(chǎn)品還出口到海外，成為中國制造的又一張名片。

在自主技術(shù)的推動下，中國的隧道和地下工程發(fā)展迅速，取得顯著成就。中國工程院院士何華武介紹，截至2021年底，我國運營鐵路隧道總數(shù)17532座，總長21055千米。2021年新增運營鐵路隧道734座，新增里程1425千米。

我國公路隧道23268座、24698.9千米。2021年新增運營公路隧道1952座、2699.6千米。未來5年至10年在建鐵路隧道約6414千米，已列入建設(shè)規(guī)劃的鐵路隧道總長達(dá)15266千米。中國未來規(guī)劃特長鐵路隧道362座，總長度5359千米。

何華武表示，當(dāng)前我國關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)被“卡脖子”的問題突出。國產(chǎn)盾構(gòu)機在實現(xiàn)突破后，要繼續(xù)發(fā)展并持續(xù)保持領(lǐng)先，更加需要自主創(chuàng)新。

“我國是世界上隧道數(shù)量最多、建設(shè)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的隧道大國。”國際隧協(xié)前主席嚴(yán)金秀表示，近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，信息化、智能化與隧道建造技術(shù)深度融合，特別是以上海機場聯(lián)絡(luò)線為代表的多個工程攻克了盾構(gòu)隧道智能建造領(lǐng)域多項國際難題，有力推動了我國隧道建造技術(shù)持續(xù)引領(lǐng)全球。

據(jù)介紹，依托中鐵隧道局研發(fā)的盾構(gòu)隧道智能掘進(jìn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)智能化全預(yù)制拼裝技術(shù)與成套裝備，上海機場聯(lián)絡(luò)線工程在智能掘進(jìn)模式下，現(xiàn)場僅需要有人值守、無需操作，即可實現(xiàn)盾構(gòu)機的正常掘進(jìn)。新研制的智能設(shè)備，實現(xiàn)了大尺度33.6噸預(yù)制混凝土件的毫米級高精度拼裝，提高施工效率16%以上。

中國中鐵副總裁、總工程師孔遁介紹，近年來，中國中鐵大力實施科技發(fā)展戰(zhàn)略，建成了行業(yè)首個盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了盾構(gòu)一鍵啟動智能掘進(jìn);在重點項目積極開展隧道智能建造實踐，率先在高原鐵路實現(xiàn)了TBM遠(yuǎn)程智能操作。

“智能化建造是我國隧道技術(shù)的發(fā)展方向。”孔遁表示，中國中鐵正打造集設(shè)計、施工、科研、制造于一體的隧道建造全鏈條智能化樣本，通過上海機場聯(lián)絡(luò)線等工程實踐，為隧道智能建造技術(shù)發(fā)展積累經(jīng)驗、貢獻(xiàn)力量。

盾構(gòu)機是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進(jìn)機。盾構(gòu)的施工法是掘進(jìn)機在掘進(jìn)的同時構(gòu)建(鋪設(shè))隧道之“盾”(指支撐性管片)，它區(qū)別于 敞開式施工法。

國產(chǎn)盾構(gòu)機發(fā)展歷程

盾構(gòu)機是現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的重型裝備，在隧道等施工中可以發(fā)揮重要作用。但長期以來，盾構(gòu)機技術(shù)被國外壟斷，國內(nèi)許多重要工程需要高價從國外進(jìn)口盾構(gòu)機。

直至2008年，中鐵裝備打破了國外壟斷，中國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)合式盾構(gòu)機在河南下線。而后，中國盾構(gòu)機進(jìn)入到從無到有，從有到強的發(fā)展快車道，也使盾構(gòu)機成為了河南的一張名片。

2016年，他們研發(fā)出了世界首臺馬蹄形盾構(gòu)機，收獲得了國際隧道領(lǐng)域的最高獎項，也被評為了河南十大科技創(chuàng)新成果。

國內(nèi)盾構(gòu)機生產(chǎn)廠家排名分析

今年5月底，中鐵裝備訂單總數(shù)已達(dá)1300多臺，產(chǎn)品遍布國內(nèi)各地、遠(yuǎn)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。

2012年，中鐵裝備品牌認(rèn)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(jìn)口盾構(gòu)機左右線同時掘進(jìn)。

10個月后，結(jié)果出人意料：國產(chǎn)盾構(gòu)的各項性能指標(biāo)優(yōu)秀，用時比進(jìn)口盾構(gòu)還少了兩個月，一下打響了國產(chǎn)盾構(gòu)的名號。

根據(jù)增長趨勢，預(yù)計2021-2026年我國盾構(gòu)機行業(yè)市場規(guī)模將呈中低增速發(fā)展，到2026年我國盾構(gòu)機市場規(guī)模約為181億元。

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