小型盾构国内外发展综述

盾构作为地下隧道施工的关键设备，至今全世界已累计生产约1万多台。其中直径2~4.2m为小型盾构，较多的用于引水、排污、电缆、通信及其他市政公用设施综合管道工程；而直径4.2~7m为中型盾构，广泛应用于地铁隧道工程；直径7~12m为大型盾构，较多的用于水底公路及铁路隧道；直径13m以上的统称为超大型盾构。在全世界使用的盾构机中，80%左右是φ小于5m的小直径盾构。我国自20世纪90年代中期以来，投入的设备数量以每年40%的数量高速增长，其技术发展日新月异。为促进我国市政隧道和小型盾构技术的快速发展，有必要对小型盾构技术现状进行研究分析，探索小型盾构发展方向。

1. 小型盾构国内外发展现状

盾构问世至今已有近200年历史，起始于英国，发展于日本、德国。近30年来，由于土压平衡、泥水平衡、尾部密封等一系列技术难题的解决，使得盾构及其掘进技术有了较快发展，现已经可以设计出适合任何地质和各种施工情况的盾构。

各大盾构厂家已经研制了大量2~5m直径盾构，并已应用于全球各项工程。国外主要的生产厂家有美国罗宾斯，日本三菱重工、川崎重工，德国海瑞克，法国NFM等。他们的产品一直占据着世界市场的绝大份额，其产品品质也得到广泛认可。由于近几年我国盾构事业的迅速崛起，进口盾构的份额逐渐减小。我国主要的生产厂家有中铁工程装备集团、中国铁建重工集团、上海隧道工程股份公司等。

1.1 国外小直径盾构发展现状

国外小型盾构市场已经非常成熟。日本2006-2015年间生产3~6m盾构266台，小于3m盾构267台。据不完全统计，境外部分小直径盾构应用情况如下表所示。其中德国海瑞克仅2016年小直径盾构出厂95台，已经达到批量化生产。

境外小直径盾构使用情况

日本由于常年降雨，为防止城市内涝，隧道施工以小型盾构居多。下图显示了日本2006-2015年间的盾构统计，直径小于3m的盾构占比43.8%，3~6m直径的盾构占比43.6%，小型盾构占据绝大多数比例。

日本盾构类型占比（2006-2015年）

1.2 国内小直径盾构发展现状

我国市政管线施工的盾构市场应用仍处在起步阶段。20世纪50年代初，阜新煤矿采用手掘式盾构修建了一条直径2.6m的排水通道，这是我国首例采用盾构方法进行隧道施工。1987年，上海市隧道公司承建过江电缆隧道工程，采用了我国制造的第1台直径4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机。1990年，上海市隧道公司采用自行制造的直径5.17m土压平衡式盾构施工上海合流污水治理工程过江隧道。之后，在微型盾构领域，我国分别研制成功第1台（φ2720mm）多刀盘土压平衡掘进机和第1台（φ1440mm）加泥式土压平衡掘进机，并取得了较满意的效果。

据不完全统计，国内该类盾构使用情况如下表所示，国外品牌占据主导地位，尤其以海瑞克占比最高。但国内品牌近年来发展迅速，以中铁装备为代表的小直径盾构已经达到国际先进水平，并在国内外多个项目中成功应用。

国内小直径盾构使用情况

2. 小型盾构隧道应用前景广阔

市政小型盾构隧道经过100多年的发展，其技术水平已经完全成熟，并成为了发达城市市政建设现代化的象征。目前，发达国家现有地下管线总长约2000万km，为更新、修复管线，每年还需投资300~350亿美元。

我国近年来的管线隧道正在逐步增多。据统计，我国每年需铺设的管线长度包括上水管5000km，下水管3000km，电讯管线26000km，此外还有30000km的管道急需更新和修复。但由于我国非开挖隧道施工起步较晚，多数还停留在传统开挖施工阶段，不但施工周期长、开挖深度和开挖直径有限，还会带来交通阻塞、影响地下空间整体开发、环保污染等诸多问题。解决城市内非开挖施工技术的问题已迫在眉睫，亟待采用更多的先进施工设备进行非开挖施工。

根据国家大力推进城市市政管线改造、综合管廊及海绵城市建设等相关产业政策导向图，未来小直径盾构在各类市政管线及综合管廊工程施工中的推广应用前景将十分广阔。

本文由唐兴装备整理自《小型盾构国内外发展综述》谷光伟，胡燕伟，宋德华，转载请注明出处，如有侵权请联系删除。