隨著施工技術的不斷發(fā)展和提高，地下工程的施工已形成明挖、暗挖、淺埋暗挖、礦山法、盾構法等多種方法，這些方法各有優(yōu)缺點，有各自適合的施工條件。其中盾構法具有安全、可靠、快速、環(huán)保等優(yōu)點，目前已經(jīng)在中國地下工程建設中得到了迅速的發(fā)展和廣泛運用，適用于鐵路隧道、公路隧道、引水隧洞、礦山巷道、城市市政隧道等各種地下工程的施工。

　　盾構技術已有近兩百年的發(fā)展歷史，據(jù)統(tǒng)計截至目前全球已累計生產(chǎn)各種盾構1萬多臺。盾構技術是在1818年由英國人從一種食船蟲打洞技能得到啟發(fā)而開發(fā)創(chuàng)造出來一項專利技術。而后，該技術在德、日等國得到長足發(fā)展。19世紀末到20世紀中葉，盾構主要以氣壓式、手掘式、半機械式、機械式盾構為主。到20世紀60年代中期至80年代末，又在軟粘土中使用的擠壓式盾構基礎之上，開發(fā)出閉胸式盾構得到廣泛使用，形成盾構的現(xiàn)代技術主流。從20世紀90年代至今，閉胸式的泥水盾構和土壓平衡式盾構成為全世界的主流產(chǎn)品。

　　目前，盾構的生產(chǎn)主要集中在美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)，其中德國和日本處于世界領先水平。生產(chǎn)盾構的廠商國外主要是德國海瑞克公司、美國羅賓斯公司、法國邁通公司、日本三菱重工和川崎重工等。我國的盾構研制和生產(chǎn)還處于起步階段，我國在上世紀90年代開始自主研發(fā)擠壓式和氣壓式盾構，重點開展了土壓平衡盾構、泥水加壓盾構的引進、消化與研究工作。

1 國內(nèi)建筑市場對盾構的需求分析

　　盡管我國盾構研制起步于60年代，但發(fā)展遠遠滯后于發(fā)達國家，到90年代中后期才開始大規(guī)模使用。進入21世紀，特別是這兩年似乎呈一個“井噴”的現(xiàn)象。

　　可以這么說，造成這個現(xiàn)象的原因與我國基本建設投資規(guī)模有關，特別是市政、地鐵的大規(guī)模集中修建直接相關。在2003年，我國地鐵的修建還主要集中在北京、廣州、上海等幾個特大城市，對其他城市對地鐵的修建還采取限制的政策。但到了2006年，情況發(fā)生了很大變化，國家通過了沈陽、西安、天津、杭州、成都等十幾個城市修建地鐵的可研報告，盾構是各座城市修建地鐵的首選，需求的井噴導致了供給的井噴。但不能忽視的是，地鐵項目的建設投資大，在主要依靠投資拉動經(jīng)濟發(fā)展的中國，受國家宏觀政策的影響很大，“從緊”的政策將直接影響投資，進而影響盾構需求市場。今后需求情況如下：

　?。?）城市地鐵。

　　國內(nèi)城市地鐵建設的迅猛發(fā)展，使盾構具有廣闊的市場前景。目前正在建設的上海、北京、廣州、深圳、南京、天津、沈陽、成都、杭州、西安等地鐵工程，有200余公里區(qū)間隧道采用100余臺直徑6.14m～6.39m的盾構進行施工。

　　目前，符合條件的城市有16個，分別為上海、北京、重慶、武漢、天津、廣州、西安、沈陽、南京、成都、杭州、佛山、濟南、哈爾濱、長春、大連。其中獲批的深圳和青島不在符合條件的16個城市之列，符合條件的濟南和長春并沒有獲批建設地鐵；但濟南和長春都有建設地鐵的規(guī)劃。另有10余個其他城市也有建設地鐵的規(guī)劃。

　　十一五期間，獲批建設地鐵16個城市的新建里程合計為1009km，地鐵盾構的需求量約在200臺次以上。目前國內(nèi)在用的盾構約為100臺，市場缺口較大。

　?。?）鐵路隧道。

　　鐵路隧道也是盾構施工的重要市場，2006年10月26日發(fā)布的《鐵路“十一五”規(guī)劃》明確提出了鐵路發(fā)展的主要目標和重點任務。十一五期間，將建成新線近1.7萬km，其中客運專線8000km，且長大隧道所占比重增加。今后，我國新建鐵路隧道應在2000km左右，預計用于鐵路隧道施工的TBM需求量約為100臺次。根據(jù)目前的情況，我們認為可能需要20臺左右。

　　（3）引水工程。

　　我國水資源分布不均，北方地區(qū)水資源嚴重短缺，西南方水資源則比較豐富，因此進行跨流域調(diào)水非常必要。據(jù)不完全統(tǒng)計，十一五期間，我國計劃使用盾構法修建的水利水電隧道約300 km，主要集中在電廠取排水隧道、南水北調(diào)西線等工程，需要盾構近30臺。

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　　（4）越江公路隧道。

　　上海、杭州、南京、重慶等長江流域主要城市正在籌建越江隧道，構筑城市發(fā)展的立體交通網(wǎng)絡和南北交通的快速通道。南京長江公路隧道、哈爾濱松花江越江隧道、上海崇明島越江隧道也即將建設。正在規(guī)劃研究的水底隧道工程還有：連接青島和黃島的灣口海底隧道；連接遼東半島和膠東半島的渤海海底隧道；連接上海和南通的長江水底隧道；上海至寧波的杭州灣水底隧道。十一五期間，我國計劃新建越江隧道約30條，總長超過200km，需大直徑盾構約26臺。

　?。?）城市管道工程。

　　城市市政燃氣管道工程、排污管道工程、供熱供冷管道工程、電纜管道工程均可采用盾構法施工，輸氣隧道工程更是長達1000km以上。十一五期間，用于市政管道施工的2.5～5m的盾構需求量約為150臺以上。

　?。?）其他盾構項目。

　　國家“西氣東輸”工程、城市市政供熱供冷管道及電纜管道等，均有可能采用盾構施工，預計在20臺以上。

　　綜合上分析，“十一·五”高峰盾構市場需求大概在700～1000臺左右，市場需求旺盛。

2 國內(nèi)盾構研制存在的問題

　　國外盾構設計制造企業(yè)和施工企業(yè)在長期的實踐探索過程中，已形成了一套針對本國地下地質(zhì)條件相匹配的盾構設備設計理論、盾構模擬試驗方法和系統(tǒng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，但我國盾構研制還處于起步階段，尚沒有十分完善的適合國情的適應性設計理論。我國幅員遼闊，東西南北中各地的地質(zhì)條件和地質(zhì)情況差異很大，可以說國內(nèi)現(xiàn)有盾構與其需掘進地段的地質(zhì)條件的適應性，盾構刀具與土體的適應性、刀具磨損、刀盤刀具組合配置與地質(zhì)條件的適應性方面還有一定差距。

　　國內(nèi)盾構總體設計與系統(tǒng)集成技術相對落后。盾構技術是集中體現(xiàn)了機械制造、液壓、傳感、自動控制、信息、材料等綜合技術的集成。目前國內(nèi)研制盾構基本上是在引進、消化、吸收國外盾構技術的基礎上進行的，許多還是在國外公司協(xié)助和指導下合作制造安裝的，總體設計與系統(tǒng)集成技術落后。

　　盾構的關鍵元配件仍依賴進口。盾構對許多配套設備要求很高，但是目前國內(nèi)盾構配套設備生產(chǎn)技術相對落后，許多關鍵設備還需要進口，如：大軸承、驅(qū)動馬達、液壓閥件等關鍵部件都需引進可靠成熟的國外名牌產(chǎn)品。用于盾構姿態(tài)控制、地表沉降控制的土壓探測與傳感裝置基本依賴進口。刀盤刀具設計應該是盾構的核心技術，減少刀具磨損需要考慮很多方面的問題，如刀具本身的材質(zhì)、刀具結構形式、刀具切削的外部條件等，國內(nèi)現(xiàn)有盾構在這些方面應該說還缺少研究，對刀具磨損過程認識不足，對刀具、刀盤的巖土適應性設計方面缺少完整的理論依據(jù)、系統(tǒng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和可靠的實驗報告，在刀具的可靠性和使用壽命方面研究存在一定的差距。

3 企業(yè)發(fā)展策略分析

　?。?）區(qū)域化的管理。

　　在最大限度占領市場的原則下，為避免無序競爭和設備資源的浪費，國內(nèi)大型的施工企業(yè)可以考慮采取區(qū)域化管理的方式進行管理。所謂區(qū)域化管理，就是根據(jù)地質(zhì)狀況，將我國盾構的使用分為幾大片區(qū)，結合片區(qū)對盾構的需求量和企業(yè)在該片區(qū)已有的數(shù)量，對新進入企業(yè)進行預警提示，供決策者參考。如根據(jù)地質(zhì)情況可將我國盾構使用分為這幾大片區(qū)：以上海、杭州為代表的東南沿海片區(qū)，以廣州、深圳為代表的華南片區(qū)，和以北京、天津、沈陽為代表的北方片區(qū)等。最近新興起的武漢、西安等可根據(jù)地質(zhì)劃分到東南沿海片區(qū)和北方片區(qū)，而成都則可單獨為一個片區(qū)。根據(jù)這些片區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和城市軌道交通規(guī)劃來預測片區(qū)內(nèi)盾構數(shù)量的需求，再根據(jù)目前片區(qū)內(nèi)已有盾構的數(shù)量來決定供需的差距，根據(jù)該差距，決定新進入企業(yè)的風險。

　　同時，同一片區(qū)內(nèi)由于施工項目銜接造成的設備閑置可由公司出面進行協(xié)調(diào)，按市場價格租賃給有需求的單位。有了這樣的機制保障，施工單位就有機會和片區(qū)內(nèi)各業(yè)主進行優(yōu)化施工組織設計等工作，節(jié)省了資源。

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　?。?）技術交流與培訓。

　　員工素質(zhì)的提高對于延長盾構壽命有著至關重要的作用。上海市市政工程管理局及上海市市政工程行業(yè)協(xié)會已聯(lián)合發(fā)文（滬市政建（2006）729號），將隧道和地下結構工程施工管理納入關鍵崗位，并根據(jù)崗位要求開展培訓后持證上崗。上海隧道工程股份有限公司整合從業(yè)四十余年的施工經(jīng)驗，抽調(diào)具有豐富隧道工程施工管理理論知識和實踐經(jīng)驗的工程技術人員，重大地下施工項目的優(yōu)秀項目經(jīng)理以及地下工程施工中關鍵技術負責人等共同開發(fā)了此項培訓項目，編寫了教材，教學大綱及試題庫，并通過了專家評審。其他建筑企業(yè)可以借鑒其經(jīng)驗，采取適當?shù)姆绞浇M織培訓工作。

　?。?）盾構的國產(chǎn)化分析。

　　盾構研制有很多產(chǎn)業(yè)化模式，建議國內(nèi)盾構研制產(chǎn)業(yè)化采取中國模式，即走設計、制造、施工一體化道路，走施工企業(yè)產(chǎn)業(yè)化方向。施工企業(yè)實現(xiàn)隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化的模式，既不同于歐美企業(yè)最初源于設計公司，也不同于日本企業(yè)源于重型制造工廠，施工企業(yè)隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化以施工企業(yè)為核心，是一個邊施工、邊反饋、邊制造、邊提升的過程，其產(chǎn)業(yè)化模式是從產(chǎn)業(yè)價值鏈的末端向前延伸，其核心以施工企業(yè)為主。

　　這里的關鍵在于如何實現(xiàn)系統(tǒng)設計和生產(chǎn)制造能力，其重點是實現(xiàn)關鍵技術的自主能力，有效地利用國內(nèi)、外兩種資源和兩個市場，實現(xiàn)隧道掘進機最佳的技術經(jīng)濟性。

　　產(chǎn)業(yè)化的前期采取“自主設計，國際采購，國內(nèi)制造，國內(nèi)總裝”的產(chǎn)業(yè)化理念，走具有中國特色的“引進—消化—仿制—創(chuàng)新”的研發(fā)路線，通過努力和技術攻關，研制出擁有核心技術和自主知識產(chǎn)權的設備。

　　系統(tǒng)設計可采取自主研發(fā)或技術并購的方式，生產(chǎn)制造可以在國內(nèi)組建區(qū)域性產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略聯(lián)盟，關鍵部件通過合作生產(chǎn)，或通過控股合作伙伴進行關鍵部件生產(chǎn)。

　　作為一個非標設備，只有向盾構的制造領域發(fā)展，施工企業(yè)才能獲得優(yōu)厚的利潤。