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我國的盾構技術研究始于上個世紀50年代，起步晚，加上技術封鎖，早期發(fā)展緩慢。20世紀90年代，我國開始全面采用盾構機開展作業(yè)，機械化程度全面提升。到2020年我國盾構機占全球市場份額三分之二以上，中國已經(jīng)成為全球最大的盾構機市場，也是最大的盾構機生產(chǎn)國。

盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機。盾構的施工法是掘進機在掘進的同時構建（鋪設）隧道之“盾”（指支撐性管片），它區(qū)別于敞開式施工法。盾構機主要用于鐵路、公路、地鐵和水利等基建工程的隧道環(huán)節(jié)，被稱為“工程機械之王”。
盾構機根據(jù)工作原理一般分為手掘式盾構，擠壓式盾構，半機械式盾構（局部氣壓、全局氣壓）和機械式盾構（開胸式切削盾構、氣壓式盾構、泥水加壓盾構、土壓平衡盾構、混合型盾構、異型盾構）。

01 盾構機發(fā)展歷程

1． 起步階段及普及階段（18世紀末－20世紀60年代）

18世紀末英國人提出在倫敦地下修建橫貫泰晤士河隧道的構想，盾構機的發(fā)展正式起步。

1818年Brunel提出了盾構工法，開放型手掘盾構的原型出現(xiàn)，并申請專利。

1869年建造橫貫泰晤士河上的第二條隧道，首次采用圓形斷面，外徑2．18m，長402m。

19世紀末到20世紀中葉盾構工法相繼傳入美國、法國、德國、日本、蘇聯(lián)等國，并得以不同程度的發(fā)展。

1892年美國最先開發(fā)了封閉式盾構。

1896年～1899年德國使用鋼管片建造了柏林隧道。

1913年德國建造了斷面為馬蹄形的易北河隧道。

1917年日本采用盾構工法建造國鐵羽越線，后因地質條件差而停止使用。

1931年蘇聯(lián)用英制盾構建造了莫斯科地鐵隧道，施工中使用了化學注漿和凍結工法。

1939年日本采用手掘圓形盾構建造了直徑7m的關門隧道。

1948年蘇聯(lián)建造了列寧格勒地鐵隧道。

1954年中國阜新建造φ2．6m的圓形盾構疏水隧道。

1957年中國北京建造了φ2m、2．6m的盾構下水道隧道。

1957年日本采用封閉式盾構建造東京地鐵隧道。

2．快速發(fā)展階段（20世紀60－90年代）二戰(zhàn)之后全球范圍內基礎設施建設高速發(fā)展，盾構機在其中大展神威，多種新型盾構功法被開發(fā)，其中日本盾構產(chǎn)業(yè)及應用發(fā)展迅速。

1960年英國倫敦最早使用滾筒式挖掘機，美國紐約最先使用油壓千斤頂盾構。

1964年日本埼玉隧道中最先使用泥水盾構。

1969年日本在東京首次實施泥水加壓盾構施工。

1972年日本開發(fā)土壓盾構成功。

1975年日本推出泥土加壓盾構成功。

1978年日本開發(fā)高濃度泥水盾構成功。

1981年日本開發(fā)氣泡盾構成功。

1982年日本開發(fā)ECL工法成功。

1988年日本開發(fā)泥水式雙圓搭接盾構工法成功。

1989年日本開發(fā)HV工法、注漿盾構工法成功。

3．中國盾構機快速崛起（20世紀初至今）我國的盾構技術研究始于上個世紀50年代，起步晚，加上技術封鎖，早期我國盾構技術發(fā)展緩慢。20世紀50年代，主要采用人工挖掘，“鋼釬加大錘，打眼再放炮”的原始方法，直到20世紀初我國盾構機多依賴進口。20世紀90年代，開始全面采用盾構機開展作業(yè)，機械化程度全面提升。

2002年，中國正式成立研發(fā)團隊開展盾構機研究，盾構機研制被列入“863計劃”。

2008年，中國首臺復合式盾構機研發(fā)成功。

2013年12月，中鐵裝備成功研制了超大斷面矩形盾構，主要用于城市下穿隧道和地下停車場的施工。

2016年2月，中鐵裝備成功研制出世界最小直徑3．5米硬巖盾構機。

2015年，國產(chǎn)首臺鐵路大直徑盾構機下線，擁有完全自主知識產(chǎn)權，打破了國外近一個世紀的技術壟斷。

2016年10月，中鐵裝備為蒙華鐵路白城隧道專門定制的馬蹄形盾構——“蒙華號”盾構機順利始發(fā)掘進，標志著中國在異形盾構領域處于世界領先水平。

2020年，我國盾構機占全球市場份額三分之二以上，中國已經(jīng)成為全球最大的盾構機市場，也是最大的盾構機生產(chǎn)國。

02  我國盾構機企業(yè)發(fā)展情況

全球盾構機企業(yè)主要集中在日本和歐美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川島播磨重工，德國的海瑞克公司、維爾特公司，美國的羅賓斯公司，加拿大的羅法特公司等。

中國盾構機每年出廠臺數(shù)、擁有量、盾構隧道施工里程，都已經(jīng)排名世界第一。目前全國在用各種類型的國產(chǎn)盾構機市場占有率達到90％以上，并出口多個國家。2018年中國盾構機出口量為127臺，出口金額為3．69億美元。
       表1：2018年中國盾構機企業(yè)銷量

來源：火石創(chuàng)造根據(jù)公開資料整理

2021年全球全斷面隧道掘進機制造商5強榜單中，鐵建重工位列榜首，海瑞克集團、中鐵裝備、中交天和、上海隧道分列第2－5位。
表2：全球全斷面隧道掘進機械商top5

來源：火石創(chuàng)造根據(jù)公開資料

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