(完整版)中国盾构技术与国外的七大差距

中国盾构和掘进机隧道技术现状\存在的问题及发展思路摘要：掘进机在隧道工程中得到了越来越广泛的应用。

该文主要介绍了隧道掘进机的发展简史以及近半个世纪以来在我国的应用情况，同时，简要分析了隧道掘进机的未来发展趋势，以及在我国发展中存在的问题、有利条件以及应用前景。

关键词：盾构；掘进机；隧道技术；问题；发展引言盾构法施工已是一门比较成熟的地下工程施工技术。

我国盾构施工技术已取得了长足的进步，但与国外先进盾构技术相比，仍然存在一定差距，主要表现在关键部件的材质和耐久性方面。

因此，需要进行不懈的开发、创新和积累，以形成我国独立的机械制造、隧道设计和施工管理技术。

在这样的大背景下，为了更好、更经济、更安全地使用盾构、掘进机，为了使盾构、掘进机技术能更加适合我国的工程实际，有必要总结我国盾构、掘进机技术的现状，指出我国盾构、掘进机技术存在的问题，提出解决各种问题的办法和新思路，探讨今后盾构、掘进机技术的发展方向。

一、中国盾构、TBM隧道修建技术现状当今中国已是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。

盾构、TBM隧道施工法作为一种适用于现代隧道及地下工程建设的重要施工方法之一，将发挥重要作用。

不同形式的盾构所适应的地层范围不同，盾构选型总的原则是安全性、适应性第一，以确保盾构法施工的安全、可靠、经济、快速。

上海、广州及北京地区是我国盾构应用较多且较早的地区，这3个地区分别代表了我国3大区域的地层(3大典型地层)特征———软土地层、复合地层和砂卵石地层。

砂卵石地层适合采用土压盾构和开敞式盾构施工，如北京地铁、成都地铁、沈阳地铁等；软土地层适合采用土压盾构施工，如上海地铁、南京地铁、苏州地铁等；复合地层适合采用复合盾构施工，如广州地铁和深圳地铁等。

另外，黄土地层和膨胀土地层因最怕水加速地层变坏而适合采用无水土压盾构和开敞式无刀盘盾构施工，如西安地铁、合肥地铁；硬岩地层适合采用TBM掘进机施工。

当今国内外盾构隧道防水技术比较谈对于城市交通建设，隧道工程的建设成为极为重要的一环。

而盾构隧道作为一种新型的隧道建设方式，由于其施工快捷、效率高等特点越来越受到工程师的青睐。

但是随着要求越来越严格，隧道工程防水技术也越来越受到关注。

从国内外技术的应用来看，可以看到盾构隧道防水技术也正在不断地发展完善。

一、国内盾构隧道防水技术在国内，随着城市地下空间利用的加大，盾构隧道项目越来越多。

在盾构隧道防水技术方面，国内专家学者通过不断的工程实践和科研攻关，研制出一系列适应我国国情、具有自主知识产权的防水技术。

1、诱导钻孔注浆技术诱导钻孔注浆技术是我国盾构隧道主要的防水措施之一。

该技术的主要原理是在隧道挖掘过程中实行先导注浆，将注浆材料注入土体中间和周围，形成一个色带状的固结体，在隧道段挖掘时加强土体的固结性。

经实验，诱导钻孔注浆技术治理地下水位高，地下水流量大的地区隧道防水效果较好，而且技术简单，容易施工。

2、冷激光显色材料堵漏技术该技术适用于隧道在施工过程中出现的漏水现象，特别是在隧道内部无法改变施工工艺的情况下，该技术具有较高的应用性。

该技术通过采用冷激光加显色消除液，使堵漏材料在激光照射下产生颜色，并由此找到漏点来准确定位漏点的位置，有效解决了隧道漏水的问题。

二、国外盾构隧道防水技术国外盾构隧道防水技术得益于先进的科技水平和严格的标准要求，在生产实践中形成了多种不同的防水技术。

目前常见的防水技术主要包括以下几种：1、岩洞灌浆技术该技术是在盾构施工后，首先在隧道内部打孔，然后通过岩洞枪注浆进行填充孔洞。

这种技术虽然存在一定的缺陷，但在岩层变化较大的区域，其防水效果非常明显。

2、钻孔注浆技术与我国的诱导钻孔注浆技术类似，但在加强固结效果方面较为出色。

通过采用高压注浆器进行注浆，可以将材料注入到地下水下方，形成一个强度更高的水带圈，在防水效果和实施难度方面均具有不错的优点。

3、毛细管注浆技术毛细管注浆技术是近年来发展起来的新型防水技术，其防水效果在地下水位较高地区的胡须管道工程中被广泛应用。

国产盾构机怎么样？
迷彩虎军事为您回答。

说起来也真是让虎哥挺心酸的了，由于长期以来受制于国内技术水平的差距，国产盾构机在盾体高强度钢、主轴承产品等关键技术上经常受制于人。

因此很长时间国内陆下隧道工程作业的盾构掘进机的85%都必须依赖进口，而这其中很多都是来自欧洲和日本的地铁盾构机。

其中德国某品牌的盾构机更是一度占据着70%以上的国内市场，要知道每一台德国进口盾构机大概需要人民币5000万元，而相对廉价的日本盾构机也需要人民币3000万元以上。

而且花大价钱从国外进口的盾构机设计使用寿命也只有10到15公里，超过作业距离。

我们就只能花大价钱再买了。

不过在我国工程技术人员多年的攻关钻研下，目前我国已取得了用于制造直径达14.8米地铁盾构机的高强钢技术专利，相关产品并已成功交付多家客户使用。

2015年11月14日是一个值得纪念的日子，这天首台拥有完全自主知识产权的铁路国产大直径盾构机在长沙下线，从这天期我国的盾构机打破了国外近一个世纪的技术垄断。

这台大直径盾构机开挖直径可达8.8米，总长100米。

除了各项优异的性能指标，国产盾构机每台售价比进口德国、日本同类产品要便宜2000万元以上。

在性能相同的条件下，国产盾构机还比外国便宜2000多万，这是硬逼着外国人调整价格大减价，中国这台发达国家粉碎机又给世界人民做了一件大好事啊。

盾构机产业及制造技术的发展现状曾爱民目录一、盾构机技术的发展............................... 错误!未指定书签。

二、国外盾构机厂商介绍............................. 错误!未指定书签。

1.日本三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.）错误!未指定书签。

2.日本小松制作所（Komatsu Ltd.）................... 错误!未指定书签。

3.日本川崎重工（Kawasaki Heavy Industries, Ltd.）.. 错误!未指定书签。

4.德国海瑞克（Herrenknecht AG）.................... 错误!未指定书签。

5.美国罗宾斯公司（ROBBINS）........................ 错误!未指定书签。

6.加拿大罗浮特公司（LOVAT）........................ 错误!未指定书签。

7.德国维尔特Wirth法NFM集团....................... 错误!未指定书签。

三、盾构机在中国的发展............................. 错误!未指定书签。

➢国内盾构机生产企业介绍.......................... 错误!未指定书签。

1中国铁建重工集团有限公司.......................... 错误!未指定书签。

2中铁隧道装备制造有限公司.......................... 错误!未指定书签。

3中交天和机械设备制造有限公司...................... 错误!未指定书签。

4北方重工集团有限公司.............................. 错误!未指定书签。

5福建中铁乾达装备制造有限公司...................... 错误!未指定书签。

浅谈国内外盾构法施工的发展及其趋势摘要：本文介绍了盾构法施工国内外研究现状，及存在的问题。

关键词：盾构法施工;发展;趋势;问题一、盾构法施工----实测数据回归法实测数据回归是指通过对现场收集资料的回归与分析，用数理统计法从所得数值中回归出预测沉降的数学表达式。

1956年，两位英国教授Skempton最早就这一问题进行书面论述。

他们提出一个衡量建筑物危险程度的临界指标，“角变扭曲度”（即δ/L，其中δ表示地面局部沉降量，L表示减去倾斜影响后的建筑物长度）[9]。

保证建筑物安全的角变扭曲度应小于1/1000。

1969年，美国R.B.Peck通过对隧道地表沉降的实测数据分析，提出了地表沉降曲线近似于概率论中正态分布曲线，认为施工引起的地表沉降是在不排水的条件下由地层损失所引起，地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积[10]。

并提出地面沉降横向分布估算的公式为：式中：—距隧道中心距离为处的地面沉降量（m)；—沉降槽体积，也称地层损失量（推进每米)；—隧道中心处的最大沉降量（m)；—曲线反弯点的横坐标（m) ，亦称沉降槽宽度系数。

在墨西哥举行的国际土力学地基基础会议上，R.B.Peck作了著名的“State-of-the-Art Report”报告，对17例隧道工程进行了研究[11]。

此外R.B.Peck 还介绍了加有气压情况下开挖面稳定条件，开挖面到达之前发生的地面沉降的实例等。

1977年，半谷在东京举行的第九届国际土力学和地基基础会议的论文集内，整理了适用于地铁的25件关于盾构隧道的58例实测数据，给出了地表最大沉降量和地层条件的关系[12]。

如表1-1所示：表1-1地表最大沉降量和地层条件的关系英国是世界上最早修建地下铁道的国家，对地铁等城市隧道施工地表沉降问题研究较多。

它们的大部分工作是由TRRL (Transport and Road Research Laboratory）所进行的。

Clough & Schmidt (1974）在其关于粘土隧道工程的著作中，提出了饱和含水塑性粘土中的地面沉降槽宽度系数i由如下公式求取[13]：式中：Z ― 地面至隧道中心深度（m)R ― 隧道半径（m）。

盾构机产业技术及制造的发展现状盾构机是一种用于修建地下隧道的机械设备，它广泛应用于地铁、高速公路等基础设施建设领域。

随着城市化进程的加快和交通运输需求的增大，盾构机产业技术和制造也在快速发展。

首先，在盾构机产业技术方面，目前主要的发展趋势有以下几点：1. 自动化技术的应用：随着科技的发展，盾构机在施工过程中逐渐引入自动化技术，如自动导向、自动控制等。

这些技术的应用可以提高盾构机的工作效率，降低人为错误的发生，从而保证施工质量。

2. 多功能盾构机的研发：现代盾构机不仅仅是修建地下隧道的设备，还可以在施工过程中完成其他功能的工作，如处理地下水、注浆充填等。

多功能盾构机的研发可以大大提高施工效率，减少设备的使用成本。

3. 高性能工具的创新：高性能工具对于盾构机的施工效率和质量起着至关重要的作用。

近年来，随着新材料和新工艺的不断发展，高性能工具也在不断创新，如刀头、推进器等。

这些创新可以使盾构机在施工过程中更加高效和稳定。

在盾构机的制造方面，也有一些发展现状需要关注：1. 生产技术的提升：盾构机的制造需要高度的技术水平和自动化生产线的支持。

目前，一些国内盾构机制造企业在生产技术方面已经取得了一定的突破，但与国外一些厂家相比，仍存在一定的差距。

因此，盾构机制造企业需要进一步提升生产技术水平，降低生产成本，提高产品质量。

2. 研发能力的加强：随着市场需求的不断增加，盾构机制造企业需要加强研发能力，开展创新研究，推出更具竞争力的产品。

同时，也需要与科研机构和高等院校进行合作，共同开展科研项目，促进行业的协同发展。

3. 国际市场拓展：盾构机制造企业应积极参与国际市场竞争，寻找海外项目机会，拓展海外市场。

同时，应关注国际市场需求和标准，加快技术创新和产品升级，提高产品的竞争力。

总体而言，盾构机产业技术和制造在不断发展壮大。

随着技术的进步和市场需求的增加，我们可以预见，盾构机产业将会迎来更为广阔的发展前景。

文章编号:1004—5716(2004)08—0091—02中图分类号:U455143　文献标识码:B 关于当前我国盾构施工技术发展中存在的问题探讨赵运臣(中铁隧道集团科研所,河南洛阳471009)摘　要:概述了盾构技术在国内外的发展情况,指出我国在盾构设计、制造及施工领域存在的一些问题,并提出了解决问题的方法与思路。

关键词:盾构技术;国产化;隧道设计;环境保护1　概述盾构作为一种施工隧道安全程度高的机械设备,具有相当长的历史,自从1806年,Marcisambard Brunal提出盾构隧道的概念,经过近一个多世纪漫长的、艰难的甚至充满危险的过程的发展,盾构从初期的“原型”发展到今天的“高技术系统”。

盾构发展过程主要是向机械方面发展,最初的主要目的是提高盾构的应用范围和经济效益,后来考虑到安全因素,从敞开式盾构发展到气压盾构和泥水盾构及土压平衡盾构。

在盾构发展初期,较多采用气压式盾构,通过压力气体来稳定开挖面地层,如此将造成人必须在高气压下工作,对人体伤害很大,施工速度较慢,该类盾构已经较少采用了。

随着盾构技术的发展,研究出了用泥水来平衡开挖面的方法,出现了泥水盾构,大大改善了工作条件,提高了防坍塌和控制地表沉降的效果,液态泥浆来稳定开挖面,其系统较复杂,场地面积大,使用造价高,也经常沿盾构隧道泄漏而影响盾构密封和管片背后的注浆效果。

对此出现了利用流塑状土来稳定掌子面的土压平衡盾构,该盾构机的出现克服了泥水盾构的许多不足,近二十年以来,土压平衡盾构的辅助施工措施得到了高速的发展,如添加剂注入装置及注入材料的发展,以及其它的土仓加压措施的应用等,使此类盾构几乎能够适用于所有地层,因而发展很快,应用越来越多。

目前,在不均质地层条件下,是否需要设计的盾构适应所有的地层是一个有争议的问题,多功能盾构在技术上不存在问题,但不能保证一次应用成功。

但仍然是今后盾构发展的一个方向,另外盾构现在向全自动化发展。

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[1]；直径13m以上的统称为超大型盾构[2]。

在全世界使用的盾构机中，80%左右是小直径盾构（φ≤5m）[3]。

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[4]，其技术发展日新月异。

但国内大部分设备都依赖进口，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[4]，我国每年需铺设的小型盾构国内外发展综述谷光伟，胡燕伟，宋德华（中铁工程装备集团有限公司，河南 郑州 450000）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[6]。

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。

2.1 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，国外部分小直径盾构应用情况如表1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。

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。

图1显示了日本2006-2015年间的盾构统计[7]，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。

盾构法施工的优缺点盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。

本站为大家整理的相关的盾构法施工的优缺点，供大家参考选择。

盾构法施工的优缺点盾构法优点1、安全开挖和衬砌，掘进速度快;2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施;4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动;5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。

盾构法缺点1、断面尺寸多变的区段适应能力差;2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

盾构法施工的优缺点盾构法的主要优点① 除竖井施工外，施工作业均在地下进行，噪音、振动引1/ 3起的公害小，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响。

② 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少，劳动强度低，生产效率高。

③ 土方量外运较少。

④ 穿越河道时不影响航运。

⑤ 施工不受风雨等气候条件影响。

⑥ 隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道。

在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较好的技术经济优越性。

⑦ 当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工。

⑧ 只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深、地基越差、土中影响施工的埋设物等越多，与明挖法相比，经济上、施工进度上越有利。

盾构法存在的不足① 当隧道曲线半径过小时，施工较为困难。

② 在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，开挖面稳定甚为困难，甚至不能施工，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全，要确保一定厚度的覆土。

③ 竖井中长期有噪声和振动，要有解决的措施。

④ 盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳2/ 3动保护要求较高，施工条件差。

⑤ 盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内，目前还不能完全防止以盾构正上方为中心土层的地表沉降。

我国盾构机行业发展现状分析一、盾构掘进概况隧道掘进机是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种先进的隧道施工机械。

分为硬岩掘进机（TBM）和盾构机，盾构机适用于软土或富水地层挖掘，TBM则适用于岩石地层。

与传统隧道施工相比，盾构机具有“快速、安全、环保、施工成本低、自动化程度高”等优点，且修建的隧道抗震性更好，从效率来讲，隧道掘进机是人工挖掘的40倍。

我国1953年开始采用盾构进行隧道修建，晚于国外128年。

2000年前，国内盾构多为主要部件进口，国内工厂拼装组合，无自己的核心技术。

2002年开始我国致力于“造中国最好的盾构”，国家科技部将盾构技术研究列入“863”计划。

随着相关技术的突破，目前我国盾构机行业处于世界领先地位。

二、我国盾构机行业发展现状地铁建设是盾构机需求的主力军。

2019年中国内地新增城轨运营线路长度共计968.8公里，再创历史新高。

由于隧道挖掘工作一般在地铁通车前2到3年进行，预计2019年~2020年地铁建设的盾构机需求分别为361台、491台。

我国地下管廊的规划建设拉动盾构机长期需求。

城市地下管廊即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

城市地下管廊已经成为国外发达城市市政建设管理现代化象征。

目前城市管廊的近、中、远期规划建设正有序进行中，至2020年累计规划里程达2559.5公里，至2030年累计规划里程达4443.3公里。

三、我国盾构机械行业重点公司分析中铁工业是目前亚洲最大、全球第二大盾构机/TBM研发制造商。

自2012年以来，盾构机销量连续保持全国第一，2018年中铁工业盾构机市占率为41%。

2016-2019年中铁工业营业总收入从137亿元增长到206亿元，年复合增长率为14.68%。

截止至2020年9月，当年中铁工业营业总收入达到180亿元，与上年同期相比增长18.68%。

盾构国外发展现状
盾构技术在国外的发展现状非常迅速。

盾构作为一种先进的地下隧道掘进技术已经在许多国家得到广泛应用。

在欧洲，盾构技术已经成为地铁和铁路隧道建设的主要方法。

例如，英国伦敦、法国巴黎、德国柏林等城市都使用了盾构机进行地铁的建设。

盾构技术在欧洲的应用经验丰富，技术水平较高。

在亚洲，盾构技术也得到了广泛应用。

中国、日本、韩国等国家在地铁建设方面取得了显著进展。

中国特别是在高铁建设方面大力推行盾构技术，盾构机取代了传统的爆破掘进工艺，大大提高了建设效率和安全性。

除了欧洲和亚洲，盾构技术还在其他地区得到应用。

例如，美国纽约、澳大利亚悉尼等地也使用了盾构机进行地铁隧道的建设。

盾构技术在这些地区的发展相对较新，但已经逐渐得到认可和采用。

总体而言，盾构技术在国外的发展处于较为成熟和广泛应用的阶段。

随着城市化进程的加快，地铁和铁路建设的需求不断增加，盾构技术有着广阔的发展空间和市场前景。

未来，盾构技术在国外将继续得到推广和应用，同时也将不断创新和完善，以满足不断增长的建设需求。

国内外隧道盾构机技术发展趋势与应用盾构机是一种专业工程机械，它主要用于在地下施工中开挖隧道。

随着盾构掘机的发展，它集成了信息、光、电、传感、液、机、技术于一体，涉及地质、测量、电气、液压、机械、等多门技术，具有土碴运输、土体切削、衬砌隧道等功能，而且对于不同的地质进行相应的方案设计，准确性很高。

文章介绍了盾构机的历史及其在具体工程中的应用与发展方向。

标签：盾构机；发展；长沙地铁盾构机主要由动力部分、顶进主轴、导向系统、刀盘系统、纠偏系统、中继顶进系统、排运岩土机构以及等几个部分组成。

盾构掘进机的工作原理就是一个圆柱形的钢件沿隧洞轴线一边对土壤进行开挖，一边同时向前推进。

这一钢件壳的作用是负责分担来自周围土层的压力，起到对正在施工作业隧洞的保护以及支撑作用，排土、挖掘、衬砌等作业都在该圆柱组件的支撑下进行。

由于工作原理的不同，盾构机主要有混合型、泥水加压式、土压平衡盾构等多种。

考虑到盾构机给实际工程带来了极大的便利，因此已经应用于许多地铁、市政、水电、等许多地下工程。

1 盾构机发展溯源盾构机从发明那天起距今已经有180多年的历史，第一台盾构机诞生在英国，后由日本、德国不断发展壮大。

盾构机的发展主要有三个阶段，盾构机的发明，盾构机的发展普及，盾构机的发展完善，随着科技的发展，盾构技术不断完善进步，从而为世界的隧道建设做出了重要的贡献。

1.1 第一台盾构机的诞生1818年，英国工程师布鲁诺尔在一次偶然的情况下通过船板上的蛀孔，发现这种虫子在前进的过程中利用自身的分泌物涂在孔的周围来支撑周围物质得到启示，后来他完善了构思，发明了一种圆形铁壳，同时利用千斤顶在土壤中推进，在铁壳里的工人一边挖掘，一边衬砌轨道。

从此世界上第一台盾构机便问世了。

1.2 盾构机在世界各国进一步发展普及19世纪末到20世纪初盾构技术相继传入德、日、美等国，并得到了很大的发展。

1892年，美国率先发明了掘削工作面封闭不能直接观察到施工面作业的封闭式盾构，必须辅以多种监控装置来控制掘削面工作。