2023盾構(gòu)機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及市場(chǎng)供需格局分析

• 黃文玉 2023年10月9日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì) 878 54
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盾構(gòu)機(jī)根據(jù)工作原理一般分為手掘式盾構(gòu)，擠壓式盾構(gòu)，半機(jī)械式盾構(gòu)(局部氣壓、全局氣壓)，機(jī)械式盾構(gòu)(開胸式切削盾構(gòu)，氣壓式盾構(gòu)，泥水加壓盾構(gòu)，土壓平衡盾構(gòu)，混合型盾構(gòu)，異型盾構(gòu))。

2023年10月8日上午，由鐵建重工和中鐵十四局共同打造的超大直徑城際鐵路隧道盾構(gòu)機(jī)“京通號(hào)”在鐵建重工下線。“京通號(hào)”整機(jī)長(zhǎng)約138米，最大開挖直徑達(dá)13.3米，將成為在京施工的最大直徑盾構(gòu)機(jī)。“京通號(hào)”將應(yīng)用于京唐運(yùn)潮減河隧道工程建設(shè)，該隧道是京唐城際鐵路與北京城市副中心樞紐相連接的首條高鐵大直徑盾構(gòu)隧道。

盾構(gòu)機(jī)是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進(jìn)機(jī)。盾構(gòu)的施工法是掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)的同時(shí)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(guó)際上，廣義盾構(gòu)機(jī)也可以用于巖石地層，只是區(qū)別于 敞開式(非盾構(gòu)法) 隧道掘進(jìn)機(jī)。而在我國(guó)，習(xí)慣上將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為(狹義)盾構(gòu)機(jī)，將用于巖石地層的稱為(狹義)TBM。盾構(gòu)機(jī)根據(jù)工作原理一般分為手掘式盾構(gòu)，擠壓式盾構(gòu)，半機(jī)械式盾構(gòu)(局部氣壓、全局氣壓)，機(jī)械式盾構(gòu)(開胸式切削盾構(gòu)，氣壓式盾構(gòu)，泥水加壓盾構(gòu)，土壓平衡盾構(gòu)，混合型盾構(gòu)，異型盾構(gòu))。

(全斷面)隧道掘進(jìn)機(jī)里一部分采用盾構(gòu)法，一部分采用敞開式施工法，例如，由中國(guó)鐵建重工自主研制的全斷面雙護(hù)盾巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM) 自帶雙護(hù)盾，不需要構(gòu)建(鋪設(shè))隧道之“盾”即不需要鋪設(shè)管片，而是集開挖、支護(hù)、出渣于一體，可以實(shí)現(xiàn)隧道的一次成型。采用盾構(gòu)法施工的掘進(jìn)量占京城地鐵施工總量的45%，共有17臺(tái)盾構(gòu)機(jī)為地鐵建設(shè)效力。雖然盾構(gòu)機(jī)成本高昂，但可將地鐵暗挖功效提高8到10倍，而且在施工過(guò)程中，地面上不用大面積拆遷，不阻斷交通，施工無(wú)噪音，地面不沉降，不影響居民的正常生活。不過(guò)，大型盾構(gòu)機(jī)技術(shù)附加值高、制造工藝復(fù)雜，國(guó)際上只有歐美和日本的幾家企業(yè)能夠研制生產(chǎn)。

盾構(gòu)機(jī)問(wèn)世至今已有近200年的歷史，其始于英國(guó)，發(fā)展于日本、德國(guó)。40年多來(lái)，通過(guò)對(duì)土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機(jī)的有效密封，確保開挖面的穩(wěn)定、控制地表隆起及塌陷在規(guī)定范圍之內(nèi)，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對(duì)一些惡劣地質(zhì)如高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究解決，使盾構(gòu)機(jī)有了很快的發(fā)展。盾構(gòu)機(jī)尤其是土壓平衡式和泥水式盾構(gòu)機(jī)在日本由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及實(shí)際工程的需要發(fā)展很快。德國(guó)的盾構(gòu)機(jī)技術(shù)也有獨(dú)到之處，尤其是在地下施工過(guò)程中，保證密封的前提以及高達(dá)0.3MPa氣壓的情況下更換刀盤上的刀具，從而提高盾構(gòu)機(jī)的一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。德國(guó)還開發(fā)了在密封條件下，從大直徑刀盤內(nèi)側(cè)常壓空間內(nèi)更換被磨損的刀具。

盾構(gòu)機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及市場(chǎng)供需格局分析

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)不同的分類，盾構(gòu)開挖方法可分為：敞開式、機(jī)械切削式、網(wǎng)格式和擠壓式等。為了減少盾構(gòu)施工對(duì)地層的擾動(dòng)，可先借助千斤頂驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)使其切口貫入土層，然后在切口內(nèi)進(jìn)行土體開挖與運(yùn)輸。盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由刀盤、盾體、螺旋輸送機(jī)、管片拼裝機(jī)等多部分組成。從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，驅(qū)動(dòng)設(shè)備成本占比較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，直徑11米和15米盾構(gòu)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備(刀盤、刀盤驅(qū)動(dòng))占比42%和45%，為主要費(fèi)用，電氣設(shè)備(殼體及推進(jìn)液壓缸，鉸鏈液壓缸)和推進(jìn)設(shè)備(PLC、模塊、電控箱等)都在15%左右，液壓設(shè)備(泵、閥、馬達(dá))價(jià)值分別占比12%、11%。

根據(jù)《2021中國(guó)城市地下空間發(fā)展藍(lán)皮書》，截至2020年底，中國(guó)城市地下空間累計(jì)建設(shè)24億平方米?！笆濉逼陂g，中國(guó)累計(jì)新增地下空間建筑面積達(dá)到13.3億平方米，新增地下空間人均建筑面積為1.47平方米。2020年中國(guó)城市地下空間新增建筑面積約2.59億平方米，同比增長(zhǎng)0.78%，新增地下空間建筑面積(含軌道交通)占同期城市建筑竣工面積約22%。受益于政府政策支持，我國(guó)城市軌道交通行業(yè)整體快速發(fā)展，運(yùn)營(yíng)路線長(zhǎng)度和數(shù)量快速增長(zhǎng)。據(jù)資料顯示，截至2022年底，我國(guó)共有55個(gè)城市開通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路308條，同比增長(zhǎng)8.8%;運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度達(dá)10287.45公里，同比增長(zhǎng)11.7%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

從盾構(gòu)機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，據(jù)中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約為276億元，同比增長(zhǎng)14.05%，預(yù)計(jì)2024年年市場(chǎng)空間達(dá)到400億元。需求方面，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)盾構(gòu)機(jī)行業(yè)需求量達(dá)到578臺(tái)，預(yù)計(jì)2024年需求超過(guò)700臺(tái)。

從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，我國(guó)盾構(gòu)機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)雙寡頭局面，市場(chǎng)集中度較高。根據(jù)中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021年中鐵工業(yè)與鐵建重工分別銷售隧道掘進(jìn)機(jī)229/222臺(tái)，CR2達(dá)到67%。中鐵工業(yè)是國(guó)內(nèi)交通工程裝備領(lǐng)域的頭部企業(yè)，轉(zhuǎn)型后的主要業(yè)務(wù)范圍涵蓋隧道施工設(shè)備、工程施工機(jī)械、道岔、鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝等。據(jù)公司公告顯示，公司營(yíng)收、歸母凈利潤(rùn)從2017年的158.86、13.39億元提升到2021年的271.57、18.56億元，復(fù)合增速分別為11.32%、6.75%。業(yè)務(wù)方面，中鐵工業(yè)2021年專用工程機(jī)械裝備及相關(guān)服務(wù)(主要包括隧道、工程施工機(jī)械設(shè)備)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入81.2億元。

2021年12月25日，應(yīng)用于我國(guó)最深海底隧道——深江鐵路珠江口隧道的“大灣區(qū)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)成功在廣州南沙始發(fā)，正式開啟挑戰(zhàn)水下115米穿越珠江入海口的施工?！按鬄硡^(qū)號(hào)”盾構(gòu)機(jī)將應(yīng)用于深江鐵路全線控制性工程珠江口隧道的建設(shè)施工，深江鐵路是全國(guó)“八縱八橫”高鐵主通道沿海通道的重要組成部分，是支撐粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的重大交通基礎(chǔ)設(shè)施，線路正線長(zhǎng)116公里，途經(jīng)深圳、廣州、東莞、中山、江門5個(gè)地市。

2022年12月15日從中國(guó)科學(xué)院獲悉，我國(guó)首套盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承研制成功，該主軸承直徑8米、重達(dá)41噸，是目前我國(guó)制造的直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機(jī)用主軸承，將安裝在直徑16米級(jí)的超大型盾構(gòu)機(jī)上，用于隧道工程挖掘。2023年3月27日，由廣東省鐵路建設(shè)投資集團(tuán)有限公司、中鐵隧道局和中鐵裝備集團(tuán)聯(lián)合打造的國(guó)內(nèi)最大直徑土壓/TBM雙模盾構(gòu)機(jī)“永安號(hào)”(中鐵1169號(hào))，在廣東中山順利下線，標(biāo)志著珠肇高鐵進(jìn)入高質(zhì)量建設(shè)新階段。

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