盾構機的前面是一個圓形的刀盤，刀盤上有很多刀片，主要分為滾刀和切刀。工作時，盾構機在千斤頂的推動下，旋轉刀片向前掘進，以掘開各種地層。盾構機的圓柱體組件殼體，對挖掘出的隧洞起臨時支撐作用，然后進行排土、襯砌、壁后灌漿作業。

　　近年來，隨著我國城市軌道交通、城際高速公路和鐵路、水利工程、過江隧道等項目的建設和發展，盾構機的市場需求也不斷增大，吸引了國內外眾多企業競逐。

　　“這個市場不能拱手讓人。如果現階段不把盾構機做大做強，今后可能就沒機會了。”浙江大學教授楊華勇在接受《中國科學報》記者采訪時說。

　　前景廣闊

　　盾構機集機、電、液、傳感、信息技術于一體，可在不影響地面現狀的前提條件下完成隧道掘進施工全過程，可以大幅提高施工效率和安全性，并降低施工的成本，在今天的地下隧道掘進工程中已不可或缺。

　　近年來，隨著我國城鎮化步伐的加快，盾構機也迎來更廣闊的市場前景。

　　以軌道交通為例，截至2016年底，我國擬新建92條線路，總長度2677公里，總投資10734億元。到2020年，我國將有36個城市擁有地鐵，總里程將超過6000公里，投資將達4萬億元。

　　此外，在公路鐵路隧道、過江跨海隧道和水電工程隧道的建設中，盾構機也將發揮重要的作用。

　　楊華勇在接受《中國科學報》記者采訪時強調，我國盾構機應該抓住機遇，做大做強。我國企業的施工能力強，有比較優勢，因此，盾構機做大做強后，還可以在其他金磚國家獲得更多的市場機會。

　　“比如日本，就是利用戰后重建的機會，將自己的盾構機行業發展壯大。”楊華勇說。

　　發展仍存挑戰

　　十年前，我國盾構機市場一直被國外品牌壟斷。“十五”和“十一五”期間，在科技部“863”、“973”計劃、國家自然科學基金委和國家發展改革委的“國家重大技術裝備計劃”的支持下，我國盾構裝備的自主設計制造及產業化取得了長足的進展。

　　隨著市場規模的擴大和本土企業在技術、生產、施工、服務等方面能力的提高，國產盾構機所占國內市場的比例已從之前的空白上升至60%~70%。

　　“國產盾構機的競爭優勢除了整體技術已達到了國際先進水平外，還有另外兩方面，一是價格優勢，明顯低于同類型的進口盾構機，二是更加完善及時的售后現場服務，因為是本土企業，所以與中國市場之間的聯系更為密切。”中投顧問機械行業研究員段嘉宣對《中國科學報》記者說。

　　產品方面，楊華勇告訴記者，目前市場需求比較大的是直徑12米以下的盾構機，已經可以實現國產化，和國外品牌分庭抗禮的競爭中已占有明顯優勢，并開始小批量出口國外。

　　與此同時，我國盾構機的發展還存在著諸多挑戰。楊華勇告訴記者，盾構機里有三大關鍵基礎部件，分別是大排量液壓泵、大直徑軸承和低速大扭矩減速器，這些關鍵部件的自主研發、生產和現場考核，我國還需進一步努力。

　　此外，我國在超大直徑和超小直徑的盾構機方面，也需要進一步突破。

　　超大直徑的盾構機多用于跨江隧道的修建。石家莊鐵道大學教授郭京波在接受《中國科學報》記者采訪時表示，這類盾構機我國的用量比較少，特殊的局部技術也有待提高。

　　超小型直徑的盾構機主要用于城市公共管網的建設。郭京波告訴記者，這類盾構機由于直徑較小，很難人為操作，因此對盾構機的可靠性和自動化程度的要求也比較特殊。

　　此外，國產盾構機如何滿足高埋深、高水壓條件下的安全作業要求，也需要進一步研究。

　　“比如海底隧道的挖掘，水很深，水壓很大。施工過程中，盾構機要保證安全，施工人員也要保證安全。目前我國在這些方面還面臨著一些技術難題。”郭京波說。

　　如何做大做強

　　那么，中國的盾構裝備行業如何抓住機遇，做大做強？

　　楊華勇表示，首先應繼續重視產學研的長期穩定結合。他告訴記者，不同的施工環境，對盾構機有不同的要求。因此很考驗盾構機的設計技術。“一般來說企業很難自己搞定，需要和高校、科研院所進行合作。”

　　其次應拉動盾構機產業鏈的發展。楊華勇指出，雖然中國可以生產盾構機的主機，但在關鍵基礎件方面依然薄弱。“這些高附加值的部分，應該掌握在自己手里。”

　　此外，對于盾構機中有挑戰的部分，如超大直徑盾構機，楊華勇認為，目前最主要的制約是國產首臺（套）的問題。

　　“國產首臺（套）問題對行業發展的影響非常大。之前國家也推出了一些政策，但落實效果并不理想。政府部門和社會應該更寬容一些。”楊華勇說。

　　他告訴記者，從我國的技術積累來看，已經可以自主研制超大直徑盾構機和直徑8米左右的硬巖掘進機，這些自主研制的樣機如果有機會參與到工程中，做出一兩公里標段來，就會引起關注，做出三四個標段來，質疑的聲音就會減少。這樣慢慢把量做起來，技術越來越成熟，市場也會逐步打開。

　　“相信中國一定可以把盾構機這個行業做大做強。只是現在還需要時間和各方面的配合。”楊華勇說。