微型隧道掘進鋪管中文釋義

美國土木工程師協(xié)會的定義是，簡要地將其描述為由頂管方式安裝管道的方法，使得精度達到25mm線長，等級在任意距離，并且使用一個能提供地面支撐并且能夠控制地下水的遠程控制封閉面MTBM，棄土由自動化系統(tǒng)移除，在正常操作下要求無需人進入隧道。

2100433B

the ASCE definition is, briefly described as a method of installing pipes by Pipe Jacking, to an accuracy of 25mm line and grade over any distance, using a remote controlled closed face MTBM which provides support to the ground and is capable of controlling ground water, spoil is removed by an automated system and no man entry to the tunnel is required for normal operations.

pipeline installation by micro tunneling

微型隧道掘進鋪管，用一種遙控的、可導向的頂管系統(tǒng)進行非開挖鋪管施工。

鉆探工程

隧道掘進機意義

隧道掘進機包含盾構和TBM。一般來說，在歐洲，盾構也稱為TBM；但在日本和我國，習慣上將用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構，將用于巖石地層的隧道掘進機稱為TBM。其實，TBM就是隧道掘進機的英文“Tunnel Boring Machine”的縮寫，但通常定義中的TBM是指全斷面巖石隧道掘進機，是以巖石地層為掘進對象，它與盾構的主要區(qū)別就是不具備泥水壓、土壓等維護掌子面穩(wěn)定的功能。

21世紀是地下空間的世紀，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市化進程不斷加快，今后相當長的時期內，國內的城市地鐵隧道、水工隧道、越江隧道、鐵路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程將需要大量的隧道掘進機。隧道掘進機是一種高智能化，集機、電、液、光、計算機技術為一體的隧道施工重大技術裝備。在發(fā)達國家，使用隧道掘進機施工已占隧道總量的90%以上。由于隧道掘進機的制造工藝復雜，技術附加值高，目前國際上只有德國、美國、日本、法國、加拿大等少數(shù)幾個國家的企業(yè)具有能力生產(chǎn)，且造價高昂。隧道掘進機在國內尚處于起步階段，主要依賴進口，在國內的隧道建設中，德國和日本在中國的隧道掘進機市場占有率高達95%以上，處于絕對壟斷地位。若不及早改變這一現(xiàn)狀，就會在相當長的一段時間內，在地下工程建設中，面臨高額施工成本和技術上受制于外企的尷尬境地。實施隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化，既可打破外企在國內市場一統(tǒng)天下的局面，又能促進和帶動相關的機電、液壓、材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強裝備制造業(yè)綜合實力，提高我國重大裝備在國際市場上的競爭力。

隧道掘進機成果

1、 產(chǎn)業(yè)化基地建設

2、 土壓平衡盾構的自主設計與制造

3、 大直徑泥水盾構消化吸收與設計

大直徑泥水盾構消化吸收與設計是以中鐵隧道集團為主、由上海隧道股份、浙江大學等單位協(xié)助的國家“863”計劃重大專項課題。目前已經(jīng)完成《國內外大直徑泥水盾構技術發(fā)展研究報告》；完成了泥水盾構開挖面穩(wěn)定機理研究，掘進系統(tǒng)、主驅動系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和泥水輸送系統(tǒng)技術剖析研究；以武漢11.38m泥水盾構為依托，完成了9m泥水盾構設計工作；完成了泥水盾構控制系統(tǒng)模擬試驗臺的設計和制造，模擬盾構的直徑為2.5m，是具有自主知識產(chǎn)權的國內較大的實物模擬盾構試驗平臺。

隧道掘進機方式分析

1 、外企與國企合作方式

2、 國企獨立制造方式

隧道掘進機是根據(jù)隧道施工對象“度身定做”的，不同于常規(guī)的大型設備，其核心技術不在于設備本身的機電工業(yè)設計，而在于設備如何適用于各類工程地質，需要在長期的從實踐到理論，再從理論到實踐的反復探索，才能形成一套針對不同地質條件的隧道掘進機設計理論、模擬試驗方法和系統(tǒng)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，因此需要幾十年以上的工程施工經(jīng)驗和對地質情況的理解。由于國內制造工廠的工業(yè)設計人員具備地質經(jīng)驗需要相當長的時間，在短期內不能完成隧道掘進機的總體設計。因此，國內制造工廠獨立制造方式至少在10年內不能制造出具有自主知識產(chǎn)權的盾構。

3 、施工企業(yè)產(chǎn)業(yè)化方式

隧道掘進機模式探討

1 、產(chǎn)業(yè)價值鏈分析

隧道掘進機是根據(jù)隧道施工對象“度身定做”的，正如裁縫根據(jù)具體的人進行“量體裁衣”一樣。隧道掘進機的制造特點是以工程為依托，根據(jù)施工環(huán)境（基礎地質、工程地質、水文地質、地貌、地面建筑物及地下管線和構筑物等特征）進行模塊化設計和制造。隧道掘進機的特殊性決定了隧道掘進機產(chǎn)業(yè)鏈體系建立在以工程為依托，系統(tǒng)設計為核心，相關配件制造企業(yè)加盟生產(chǎn)，施工單位配合使用的基礎上，其設計、制造必須與工程項目緊密結合。

2、 歐美模式

歐美模式在產(chǎn)業(yè)鏈上的主要特征是自主設計，自主組裝，同時為用戶提供技術服務，部件制造則采取全球采購或采取和相關重型制造企業(yè)結成戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式。其產(chǎn)業(yè)價值鏈見圖6，其核心是以系統(tǒng)設計為主。

3 、日本模式

和歐美模式不同，日本企業(yè)都是制造企業(yè)，企業(yè)本身就有較強的大型機械設備制造能力，并把先進制造技術作為核心競爭力加以保護。日本模式在產(chǎn)業(yè)鏈上的主要特征是自主設計、自主采購、自主制造（關鍵部件自主制造，通用部件分包）、自主組裝，并為客戶提供技術服務。其產(chǎn)業(yè)價值鏈見圖7，其核心是以制造業(yè)為主。

4 、中國模式

按照中國的國情，隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化應該走設計、制造、施工一體化道路，走施工企業(yè)產(chǎn)業(yè)化方式。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，見圖8，其核心是以施工為主。

5 、產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)途徑

施工企業(yè)實現(xiàn)隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化的途徑關鍵在于如何實現(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、國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，國內制造、國內總裝”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，通過不懈努力和技術攻關，研制出擁有核心技術和自主知識產(chǎn)權的隧道掘進機。

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，關鍵部件通過合作伙伴生產(chǎn)，或通過控股合作伙伴進行關鍵部件生產(chǎn)。

隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化方向

“十一五”期間，在全國范圍內形成2～3個隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化基地，每個基地具備年產(chǎn)20臺隧道掘進機的能力。全面提升我國隧道掘進機制造業(yè)的技術水平，土壓盾構系列化、產(chǎn)業(yè)化研究成果達國際先進水平；泥水盾構、復合型盾構和TBM研究成果填補國內空白，使中國隧道掘進機的總體水平步入國際先進行列。

1 、土壓平衡盾構產(chǎn)業(yè)化、系列化

完成土壓平衡盾構的產(chǎn)業(yè)化、系列化，在“十一五”末期，在國內新增土壓平衡盾構中，具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)土壓平衡盾構的市場占有率達到30%。

2 、泥水盾構和復合盾構的研制

完成泥水盾構技術的消化吸收、系統(tǒng)集成設計、制造、安裝和調試技術研究，并研制出樣機，掌握泥水盾構的自主知識產(chǎn)權關鍵技術。

完成地鐵用復合盾構的系統(tǒng)集成設計、制造、安裝和調試技術研究，并初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在“十一五”末期，在國內新增復合盾構中，具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)復合盾構的市場占有率達到20%。

3 、TBM關鍵技術研究

通過消化吸收，進行TBM的系統(tǒng)集成設計，完成TBM的總體設計。

隧道掘進機相關文件

國務院國發(fā)[2006]8號《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》文件將“滿足鐵路、水利工程，城市軌道建設項目的需要，加快大斷面巖石掘進機等大型施工機械的研制，盡快掌握關鍵設備制造技術”列入16項重大技術裝備之一。因此，加速發(fā)展我國隧道掘進機的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化勢在必行。隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化宜以施工企業(yè)為主，通過組建施工、設計、制造、科研四位一體的隧道掘進機產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟，建立和完善產(chǎn)業(yè)化基地，實現(xiàn)隧道掘進機的自主開發(fā)和成套提供的總體目標，提高我國重大技術裝備的國際競爭力。同時，國家應予以政策支持，確定隧道掘進機國家定點企業(yè)，定點企業(yè)享受關鍵配套件免征進口稅優(yōu)惠政策及其它國家重大技術裝備開發(fā)優(yōu)惠政策，將隧道掘進機的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目列為國債項目，給予定點企業(yè)技改貼息重點支持，以推動隧道掘進機的產(chǎn)業(yè)化。

《隧道掘進機資訊》是一本專門針對盾構來做的專題雜志，本刊為雙月刊，

主要刊登地鐵設計、地鐵建設、工程施工、盾構資訊、隧道掘進機制造、隧道

掘進機配件選配、隧道掘進機維護保養(yǎng)、吊運安裝、管片加工等領域新方法、

新市場、新技術、新產(chǎn)品、新動向等。

隧道掘進機是一種高智能化，集機、電、液、光、計算機技術為一體的隧道施工重大技術裝備。在發(fā)達國家，使用隧道掘進機施工已占隧道總量的90%以上。隨著中國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內城市化進程不斷加快，中國城市地鐵隧道、水工隧道、越江隧道、鐵路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程將需要大量的隧道掘進機。

由于隧道掘進機的制造工藝復雜，技術附加值高，國際上只有德國、美國、日本、法國、加拿大等少數(shù)幾個國家的企業(yè)具有能力生產(chǎn)，且造價高昂。目前中國生產(chǎn)隧道掘進機的企業(yè)有北方重工、上海隧道股份有限公司、大連重工、二重等。總體來看，國產(chǎn)設備在設計能力上應無大問題，重要的是產(chǎn)品制造如何盡快提高能力與水平。國內機械制造業(yè)近年來與國外企業(yè)生產(chǎn)設備水平的差距在縮小，但工藝裝備水平不高，相比之下成套設備的經(jīng)驗不足是嚴重的缺點。

中國大約有85%的隧道掘進機依賴進口，歐洲和日本等公司的產(chǎn)品在中國的隧道掘進機市場上占主導地位。而在本土企業(yè)中，除隧道股份、北方重工外，僅有二重、上重、大重和首鋼等企業(yè)，獨立進行隧道掘進機的生產(chǎn)或與德國海瑞克、美國羅賓斯等外資合資、合作生產(chǎn)。

“十二五”期間，全社會固定資產(chǎn)投資規(guī)模預計年增長率在20%左右。包括鐵路、公路、交通、能源、城鎮(zhèn)化建設及房地產(chǎn)業(yè)、第一產(chǎn)業(yè)投資等國家建設項目和地方建設項目仍然是主要投資方向。隨著“十二五”期間，產(chǎn)業(yè)結構調整和增長方式轉變以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、西部大開發(fā)、振興東北、中部崛起和建設新疆等國家戰(zhàn)略的進一步實施，必將為隧道掘進機行業(yè)創(chuàng)造良好的宏觀發(fā)展環(huán)境。同時，國際市場對隧道掘進機的需求量將持續(xù)增長，中國隧道掘進機行業(yè)通過不斷推進產(chǎn)業(yè)化和技術創(chuàng)新，出口市場將迎來較好的前景。

隧道掘進機的技術發(fā)展趨勢，調查數(shù)據(jù)分析，主要表現(xiàn)在以下幾個方面，

(1)系列化、標準化。隧道掘進機設計和制造的周期縮短，設備的售后服務及維護更加方便。目前的設計制造周期一般為8-10個月。

(2)基本性能提高，刀具負載能力、刀盤推力、轉速與力矩、有效掘進比率、掘進速度瞢遺提高。

(3)形式多樣化。隧道掘進機的斷面直徑范圍增大，能適應各種斷面隧道掘進；橢圓形、矩形、馬蹄形、雙暖和三圓形等異形斷面的掘進機也逐漸出現(xiàn)并發(fā)展。

(4)適用范圍增大，地質適應能力增強。

(5)施工技術提高。在村砌技術方面，現(xiàn)在的隧道掘進機管片襯砌存在接縫多、錯臺大等問題，雖然通過增加導向桿、連接銷等輔助件在很大程度上限制了錯臺，但接縫問題很難從根本上得到解決。

(6)自功化程度提高。目前人們已經(jīng)能夠在辦公室控制掘進機操作，可以預測，未來的隧道掘進機在施工中真正能做到“運籌于帷幄之中，決勝于千里之外”，及無紙化操作。