盾構(gòu)機(jī)作為建設(shè)隧道的“掘進(jìn)神器”，如今國內(nèi)廠商不僅實(shí)現(xiàn)了自主制造隧道掘進(jìn)設(shè)備，而且在國內(nèi)市場的占有率高達(dá)90%以上，占全球市場份額近 70%。世界首臺馬蹄形盾構(gòu)、世界最大矩形盾構(gòu)、全球首臺斜井雙模式 TBM、全球首臺永磁電機(jī)驅(qū)動盾構(gòu)機(jī)等世界領(lǐng)先技術(shù)均出自我國。

國內(nèi)盾構(gòu)機(jī)總市場存量 3,500 臺，目前新增市場規(guī)模保持在500-600 臺/年;應(yīng)用于地鐵隧道的盾構(gòu)機(jī)平均推進(jìn) 8-10 公里就達(dá)到設(shè)計(jì)壽命。盾構(gòu)機(jī)均價在 3500-4000 萬/臺，結(jié)合每年新增的盾構(gòu)機(jī)市場增量，測算得到盾構(gòu)機(jī)每年新增市場價值在175-240 億元/年。

【資料圖】

近年來，新一代信息技術(shù)的進(jìn)步為盾構(gòu)法隧道建造向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展提供了“加速度”，國家和地方政府也出臺了多項(xiàng)政策推動建造產(chǎn)業(yè)體系智能化升級。技術(shù)轉(zhuǎn)型升級是行業(yè)發(fā)展的源動力。面向盾構(gòu)自動化、智能化的發(fā)展需求，一直致力于技術(shù)創(chuàng)新的上海隧道清晰感知行業(yè)變革觸角，在從“質(zhì)”變到“智”變的過程中，走出了一條屬于自己的智能盾構(gòu)之路。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院公布《2022-2027年盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來發(fā)展現(xiàn)狀趨勢預(yù)測報(bào)告》顯示：

盾構(gòu)機(jī)是一種自動化隧道掘進(jìn)工程機(jī)械?；谄渚C合效率和安全性極高，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于鐵路、公路隧道、城市軌道交通、城市下穿隧道、海底隧道、城市排水管道、油氣管道、城市管廊、煤巷道施工、國防工程等數(shù)個領(lǐng)域。

盾構(gòu)機(jī)除了能夠在軌道交通中廣泛使用外，在大城市通水、通電等領(lǐng)域也將被逐步應(yīng)用。當(dāng)前，中國正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，但地下管廊的建設(shè)相對滯后。發(fā)展城市地下管廊，不僅可以有效解決城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、燃?xì)?、供排水等市政設(shè)施的維護(hù)和檢修，是提升城市品質(zhì)的重要舉措。

目前，國內(nèi)企業(yè)在競爭中發(fā)展得比較快，市場份額也在不斷增加，使得近年來我國的盾構(gòu)機(jī)市場發(fā)生了根本改變，已經(jīng)打破了國外盾構(gòu)機(jī)占據(jù)主導(dǎo)地位的局面。隨著盾構(gòu)機(jī)制造技術(shù)水平的不斷提高，以及施工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，盾構(gòu)機(jī)行業(yè)的競爭也越來激烈，國內(nèi)外的盾構(gòu)機(jī)企業(yè)都在不斷加大資本投入，通過對基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)情況、盾構(gòu)機(jī)的生產(chǎn)市場、技術(shù)現(xiàn)狀與隧道建設(shè)發(fā)展進(jìn)行深入分析研究，了解當(dāng)前國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)制造水平，需求和市場環(huán)境變化趨勢。

我國首套盾構(gòu)機(jī)用8米直徑主軸承研制成功

近日，由中國科學(xué)院金屬研究所李殿中研究員、李依依院士團(tuán)隊(duì)牽頭研制的超大直徑盾構(gòu)機(jī)用8米直徑主軸承研制成功。該軸承直徑達(dá)8米、重達(dá)41噸，是目前我國制造的首臺套直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機(jī)主軸承，該主軸承將安裝在16米級盾構(gòu)機(jī)上，用于隧道挖掘工程。該主軸承的研制成功標(biāo)志著我國已完全掌握大型重載盾構(gòu)機(jī)主軸承的自主設(shè)計(jì)、材料制備、精密加工、安裝調(diào)試、檢測評價與壽命預(yù)測的集成技術(shù)，具備進(jìn)口替代能力。經(jīng)國家軸承質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心檢測和專家組評審，認(rèn)為該主軸承各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)與進(jìn)口同類主軸承相當(dāng)，滿足超大型盾構(gòu)機(jī)裝機(jī)應(yīng)用需求。

據(jù)介紹，我國已實(shí)現(xiàn)了超大直徑盾構(gòu)機(jī)的國產(chǎn)化，但其核心部件主軸承卻依賴進(jìn)口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主軸承是盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件，8米直徑盾構(gòu)機(jī)主軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承載的最大軸向力達(dá)到105千牛(1千牛約等于0.1噸物體的重力，一頭成年亞洲象的體重按4噸算的話，這相當(dāng)于軸向受到2500頭亞洲象重力的作用)、徑向力達(dá)104千牛、傾覆力矩達(dá)105千牛·米。為保證主軸承的高承載和高可靠性，就要求制造主軸承的軸承鋼要高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨，同時對主軸承加工精度、設(shè)計(jì)能力、潤滑脂等都提出了很高的要求。而大型盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中，只能前進(jìn)，不能倒退，主軸承一旦失效，會造成嚴(yán)重?fù)p失。

此前，我國盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承制造久而未決的主要原因在于：制造軸承的材料和大型滾子的加工精度不過關(guān)，全流程技術(shù)鏈條不貫通。“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)首席科學(xué)家李殿中研究員介紹，要制造高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨的軸承鋼材料，一定要從源頭解決材料制造的問題，他們將目光瞄準(zhǔn)了稀土軸承鋼。通過控制氧含量，科研團(tuán)隊(duì)制備出性能優(yōu)越、穩(wěn)定性好的低氧稀土鋼，研制出的稀土軸承鋼拉壓疲勞壽命提高40多倍，滾動接觸疲勞性能提升40%，并制訂了多項(xiàng)稀土鋼標(biāo)準(zhǔn)。此外，科研團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)合，攻克軸承加工中的技術(shù)與裝備瓶頸，開發(fā)出直徑100毫米以上的一級高精密滾子加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國軸承行業(yè)加工一級精密大型滾子“零”的突破。

隨著自動化、智能化發(fā)展趨勢漸顯，龍頭受益明顯隨著國家對環(huán)境保護(hù)、工程質(zhì)量、職業(yè)健康等要求越來越高，盾構(gòu)機(jī)裝備向著自動化和智能化方向發(fā)展已成行業(yè)必然趨勢，龍頭企業(yè)在人才、科研等方面優(yōu)勢顯著，將顯著受益。

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關(guān)鍵詞： 我國首套盾構(gòu)機(jī)用8米直徑主軸承研制成功 盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)業(yè)未來