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占全球市场三分之二 揭秘国产盾构机17年逆袭路

发布于:2019-07-20  |   作者:admin  |   已聚集:人围观

  华为的未雨绸缪诞生了海思,让国产芯片自主、打破垄断有了希望。自主创新、未雨绸缪的不只是华为,“钢铁穿山甲”——盾构机也是其中之一。

  “要想富,先修路。”上世纪60年代,为了掘进“地下城”,中国老一辈建设者靠人力挖通了新中国第一条地铁。

  40年过去,中国城轨早已建立起完备的现代化技术体系,遍布祖国40多座城市,总里程超5500公里,运营规模稳居世界第一。地铁城轨的飞速发展,靠的就是一代一代不断革新的国产盾构机。能够穿越江河湖海,凿穿群山峻岭的超级盾构机们为高铁、地铁开山辟路,立下了汗马功劳。

  在西方盾构机技术发展已超百年时,中国还没有一台盾构机。为了打破国外技术垄断,2002年,中国正式成立研发团队;2008年,中国首台复合式盾构机研发成功;2015年,国产首台铁路大直径盾构机下线,拥有完全自主知识产权,打破了国外近一个世纪的技术垄断。

  至今,国产盾构机已走过17年,从开始85%依赖进口,到现在输出全球,占全球市场份额三分之二。中国盾构机走过了一条完美的逆袭之路。

  盾构机问世至今已有近200年的历史。早在18世纪初,工程师布鲁诺尔就从一种外号叫“凿船贝”的软体动物船蛆身上获得灵感,发明了利用人工进行盾构的方法。船蛆是一种软体动物,能从体内分泌出液体涂在木板孔壁上形成保护壳,从而穴居在帆船的木板中。哥伦布第四次航海到牙买加时,就是因为船蛆肆虐毁掉了船队一半船只,而不得不停靠在附近的小岛上修整。

  布鲁诺尔发明的第一代盾构机被称为“开放型手掘盾构”,模型核心在于像船蛆吃木头一样正面向前挖掘,侧面形成框架并浇筑混凝土。后来首次被应用于世界第一条水底隧道——泰晤士河水底隧道,成为人类历史上隧道施工的一大技术突破。

  盾构机在工作的时候,是利用其回旋刀具进行开挖的。盾构机前端的刀盘每转一圈,就会切削下不少泥土呢!这样一来,盾构机就能整体前进一段距离,并把挖出的渣土“吐”出去。

  尽管盾构的原理出现的非常早,但是与目前使用的盾构机相似的盾构设备则一直到1984年之后才逐步发展成熟,这次中国没有再错过现代盾构的时代。

  1996年12月18日北起西安南到安康的西康铁路正式修建,它也是我国桥隧比例较高的铁路。其中其中著名的秦岭隧道全长18.46公里,为中国已投入使用第三长隧道。也就是在这条隧道的施工中,中国第一次引进了两台德国盾构机进行施工,大大的缩短了工期,实现隧道的提早通车。

  尝到甜头之后,中国的施工企业就开始逐步在隧道建设中引入盾构机帮助施工,但是“洋盾构”用起来并不舒适。首先是价格昂贵,当年,一台进口盾构机的售价高达3亿元人民币,直到2008年之前,中国的盾构机严重依赖进口。而现在由于国产盾构机普及,普通盾构机的价格可低至2500万一台,复杂的盾构机也就在5000万左右。

  购买国外盾构机的另一个“痛点”是维修非常不方便,不仅维修费高,外方还对技术实行垄断,维修保养时不允许中方参与,维修所需工时也完全取决于外方,严重影响中方工程进度。

  为了摆脱技术被辖制窘境,2002年,在科研经费不富裕的情况下,中国还是将土压平衡盾构关键技术研制列入“863计划”。

  研制总装的重任落到了中铁隧道集团身上,2002年10月中铁隧道集团成立了一支由18人组成的盾构机研发团队。经过6年的技术攻坚,中国首台具有自主知识产权的复合式盾构机于2008年成功下线,首次应用于天津地铁项目,实现了由“用盾构到造盾构”的转变,填补了这一空白市场。

  超大断面矩形盾构、中国最大直径土压平衡盾构机、中国最大直径硬岩盾构机、中国最大直径泥水平衡盾构机纷纷问世,中国自主研发的盾构机从有向优迈进。

  直到2015年,国产首台铁路大直径盾构机在长沙顺利下线,拥有完全自主知识产权,打破了国外近一个世纪的技术垄断。公开数据显示,这个大家伙总长100米,重约1200吨,装机功率超过4500千瓦,开挖直径达到8.8米。

  经过十多年的探索与开发,中国盾构机越来越高效和人性化,逐渐走到世界前列,由此也开始大规模开拓国际市场。

  2013年1月,中铁装备为马来西亚设计制造的中铁50号盾构下线,应用于吉隆坡地铁项目。2015年,中铁装备一次性签订6台7.54米直径的土压平衡盾构机采购合同,设备应用于11公里长的以色列隧道项目。2016年,中铁装备向新加坡提供10余台盾构机,用于其地铁项目建设。2017年中国盾构机首次打入欧洲市场,出口俄罗斯,一“去”就是五台。

  去年3月13日,由中国自主研发的出口海外超大直径盾构机顺利下线米的超大直径泥水气压平衡盾构机,后用于中国在海外最大的盾构公路隧道项目——孟加拉国卡纳普里河底隧道工程。这也是南亚地区投入使用的最大直径盾构机,标志着欧美垄断的终结。

  而在2009年之前,我国还大约有85%的盾构掘进机依赖进口。其中,占据欧洲大半市场份额的德国海瑞克,以产量1670台居世界首位的三菱重工,以及拥有多个品牌的德国维尔特的表现最为抢眼。其中海瑞克就占据国内盾构机市场的70%以上。

  现在,国产隧道掘进设备在国内市场的占有率达到90%以上,占到全球市场份额三分之二,还顺便拉低外国同类产品价格40%。世界首台马蹄形盾构、世界最大矩形盾构、全球首台斜井双模式TBM、全球首台永磁电机驱动盾构机……这些世界领先技术都出自我国。

  如今,国产盾构机已经广泛应用到许多工程中,高铁公路隧道、引水隧道,甚至一些国防工程都可以用到国产盾构设备,未来盾构机还将向未知地层掘进。

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