盾构机制造:中国工程机械技术换市场新领域

    1996年，中国政府对于发展轨道交通做出了“从城市实际情况出发，合理确定城市轨道交通建设规模和标准，采取各种措施降低建设费用；加速城市轨道交通技术装备国产化的研制工作，开发新型轨道车辆要自主开发和引进技术相结合等。”的表态。 
       1999年，又明确了发展轨道交通的国产化政策：地铁建设所需设备的综合国产化率（包括外资和合资企业在国内企业生产的部分）必须超过70％。这对于关键施工装备盾构机的国产化，也带来了市场机遇。
       伴随着中国城市的新一轮地铁建设热潮及其他隧道工程建设的大力发展，盾构机这个担纲主要掘进任务的专用工程机械也成为国产化施工装备的焦点，隧道掘进机是实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，是目前世界上最先进的隧道施工机械，也是一个国家装备制造业水平和能力最具代表性的重大关键装备。
       中国第一台具有自主知识产权和国际先进水平的地铁盾构掘进机“先行号”，于2004年9月28日在上海隧道工程股份有限公司机械厂总装、调试成功。这台直径6.3米的土压平衡式盾构曾在上海2号线（西延伸段）古北路站至中山公园站中得到施工应用，这标志着中国地铁建设的关键设备突破了洋产品的包围圈，在中国地铁工程施工装备上打上了“中国制造”的标牌。
       中国地铁建设方兴未艾，各建设地铁的城市要进口大量的地铁盾构。上海地铁从一号线第一台盾构——法国进口的“希望号”盾构开始，上海的20多台盾构几乎被欧、美、日等国的产品所垄断。因此，国家有关部门对制造具有自主知识产权和具有国际先进水平的盾构，给予了大力支持和政策扶持，希望通过加强对盾构核心技术的研究，逐步构筑和提升盾构的设计、系统集成、制造安装能力。
       据上海隧道机械厂张闵庆厂长介绍，这台盾构的总体集成设计是由国内设计，各项性能均达到国际水平。由于这台盾构拥有自主知识产权，它将有助于降低工程成本，促进国内的地铁建设。据了解，与同类产品比较，国产盾构售价仅为三分之二，并且具有高能效等综合优势，可在恶劣地质条件下施工。
       尽管在中国盾构机已经实现了自主研制生产，但是从生产批量和高端技术上仍然无法满足国内隧道工程建设的需要和施工要求，尤其对大直径盾构机的制造能力尚不具备，于是在政府倡导地铁建设技术装备国产化的政策鼓舞下，中国颇具重机制造实力的几家企业欲进军盾构机制造领域的想法，跟世界著名盾构机生产商技术换市场的念头一拍即合，在中国盾构机这个新兴工程机械种类上展开了积极的合作。
       广重、首钢、武重牵手德国海瑞克
       中国广州广重企业集团根据近年来国内城市加速地铁建设的形势，看准并重点开发新产品——盾构式隧道掘进机，最先与世界著名盾构机生产商德国海瑞克公司合作，为广州地铁的建设立了大功。
       广重与德国海瑞克公司合作制造盾构机的过程中，先后派出工程技术人员和管理人员到德国去进行考察和技术研讨，对德国的制造标准、图纸等相关资料进行技术转化，掌握了整个盾构机系统的工作原理、控制模式、调试程序和方法，并攻克了螺旋叶铸造、厚板焊接、机械加工、热处理、硬化层堆焊等一系列技术难关。同时也掌握了长75米、总量480吨的盾构机的厂内组装、井下安装、挪移过站和拆卸出洞等相关技术。
       首先制造的两台直径6．3米盾构机，于2001年6、7月先后投入广州地铁二号线5南端掘进施工，整个掘进过程运转良好，各项技术参数完全达标，性能和可靠性与整机进口设备相同，造价却比整机进口设备低20%左右；还创造了当时日进尺24米和月进尺336米的全国隧道掘进记录，被誉为“华南第一盾”。广重还为广州地铁3号线制造了4台盾构机。
       广重与德国海瑞克公司合作制造盾构机成功，并已成立了合资公司“海瑞克（广州）隧道机械有限公司”，签字仪式日期2003年4月22日，其中德国海瑞克公司出资65％(控股)；广重出资35％。2005年4月28日，合资公司南沙生产基地在南沙开发区举行了开工典礼。生产基地项目首期投资200万美元(注册资本140万美元)，计划今年上半年再增加投资约210万美元，主要生产盾构式隧道掘进机(简称“盾构机”、“TBM”)及其部件、零配件和其他有关设备等。广重逐步掌握了盾构机制造这一项目前国内尚属空白的技术，又找到了新的经济增长点，大大提升了广州机械装备工业的技术水平和制造能力，带动了相关行业的发展，也为国内乃至东南亚地区的地铁和隧道建设降低成本提供了条件。
       2005年5月9日，由首钢集团重型机械有限公司和德国海瑞克公司合作生产的3台盾构机通过了验收。这3台盾构机采用世界最先进技术，刀盘直径达6.25米，掘进速度超过20米/天。它们将首先在北京地铁4号线和10号线的隧道挖掘中一展身手，从此，在北京地铁隧道挖掘中担当主力的大型盾构机实现了国产化。
       中国使用的大型盾构机也均来自进口，每台的价格在400美元到600美元。从2004年开始，首钢集团与世界最大的盾构机生产企业——德国海瑞克公司合作，开始了盾构机的开发和机械加工制造。据介绍，国产盾构机相对于进口产品可节约成本20%左右。这三台盾构机的用户为中铁一局、十六局和北京住宅建设总公司，将首先应用到北京地铁4号线和10号线的隧道施工中。据介绍，相同型号的进口盾构机目前正在地铁5号线的施工中应用，曾创造了日掘进26米的最好纪录。
       8月29日上午，武重集团公司与德国海瑞克公司签订了合作制造盾构机框架协议。武重能与德国海瑞克公司携手合作，在于“武重”这个全国乃至亚洲的知名品牌和自身强大的机械设计制造及服务能力。据了解，作为中国制造数控重型和超重型机床的大型骨干企业，并拥有多次与国外厂商合作成功经验的武重，多年来一直关注、跟踪着盾构机的生产和发展，并一直努力向这一产业进军。
       德国海瑞克公司决定将其与新疆自治区政府签订的新疆伊犁河大坂输水隧洞工程项目盾构机与武重联合制造，拟今年11月份正式进入生产阶段。根据协议，德国海瑞克公司将立即向武重提供盾构掘进机的技术资料，并负责相关技术指导和培训，双方将共同分享市场收益。此次与德国海瑞克公司签订合作生产盾构机框架协议，标志着武重在引进世界先进技术，实现重大装备本土化方面迈出了坚实的一步。
       除与上述三家企业合作外，另据德国海瑞克公司北京代表处透露，海瑞克公司和中国的其他主要钢结构公司也合作生产过隧道掘进机设备，例如：上海隧道设备有限公司、大连重工、上海振华港机集团、上海沪东造船厂等等。
       沈重集团联袂德国维尔特和法国ＮＦＭ
       由中国沈阳重型机械集团有限责任公司与德国维尔特(WIRTH)钻掘设备制造公司、法国ＮＦＭ技术公司三方共同投资创建的大型隧道掘进设备制造企业，沈阳维尔特重型隧道工程机械成套设备公司于３月８日，在沈阳市经济技术开发区奉达大厦举行开业典礼。市委副书记苏宏章、德国驻华商务参赞格林特•海克曼、法国驻华使馆商务参赞郭日海共同为公司开业揭匾。
       沈阳维尔特公司总投资额为120万欧元（折合人民币1296万）。沈重以52％的投资额控股，德国维尔特钻掘设备制造公司和法国ＮＦＭ技术公司投资各占24％，合资年限为30年。以生产硬岩ＴＢＭ为主的德国维尔特公司以及以生产软土盾构为主的法国ＮＦＭ技术公司均是国际知名的掘进机制造厂商。此次，三方联手在沈阳组建合资企业，并以南方城市越江隧道盾构、北方城市地铁工程盾构等项目为依托，合作制造掘进机，发展掘进机产业，必将提高沈阳装备制造业的高科技含量和生产大型成套设备能力，并对整个装备制造业发挥强大的牵动作用，从而成为新的经济增长点。
       隧道掘进机是沈重集团公司下半年即将投产的重大新产品，为进一步提高各系统各单位对生产制造掘进机重要意义的认识，普及新产品知识，沈重集团公司于今年7月，专门举办了隧道掘进机产品知识讲座，沈重集团公司各单位各企业主要领导以及设计、工艺、采购、销售等部门的项目负责人员共１２０余人参加了讲座。
       作为沈阳地铁项目成本的一部分，施工中用的盾构机将由沈阳重型集团生产，沈阳地铁一号线需要盾构机直径约为6.4米左右，每台造价需要500万美元，共需要7－8台，共4000万美元左右。另外合资公司已经接到两条订单，即为武汉生产长江工程使用的直径为11.38米的两台盾构机，为青岛生产直径为6米多的一台盾构机。
       大连重工•起重集团联姻美国罗宾斯
       2005年2月28日，辽宁省抚顺市大伙房水库输水工程全断面隧道掘进机（TBM）交接仪式在大连重工•起重集团公司泉水基地第一制造事业部隆重举行。该公司与美国罗宾斯合作制造的直径8米的全断面隧道掘进机胜利交工，结束了中国大直径全断面隧道掘进机直接从国外进口的历史。这是中国实施与国外企业在重大装备替代进口方面，进行战略合作取得的又一个重大成果，承接国际重工产业转移的能力显著增强。大连市副市长祁玉民，美国罗宾斯公司总裁洛克•厚姆，集团公司董事长、总经理宋甲晶及其他贵宾共同为隧道掘进机顺利交接剪彩。剪彩后，进行了刀盘运转演示。随着刀盘缓缓启动，正常运转，现场响起一片热烈的掌声，演示取得圆满成功。
       大直径全断面隧道掘进机是装备制造业的标志性产品。是当今世界上最先进的隧道掘进超大型专用设备。在中国日益重视开发利用地下空间的今天，具有十分广阔的市场前景。国家发改委将全断面隧道掘进机列为国家“十五”、“十一五”的重大研发项目。
       经过搬迁重组改造的大连重工•起重集团公司，建起了世界一流的厂房，购置了国内外一流的现代化装备，建成了中国重机行业唯一的重大装备临海制造基地和核心零部件制造基地，生产能力成倍放大，已经成为大连市、辽宁省重大装备制造业的支撑和代表，并在国家重大装备制造业中占有重要位置。当今世界上唯一能独立设计并提供隧道掘进机、后配套、出渣一体化系统的全方位设备供应商——美国罗宾斯公司，对该公司的能力、水平和发展态势十分赞赏，认为该公司的资源配置完美，双方建立战略经营单位关系可以达到优势互补，会有力促进双方企业的发展。2004年7月，双方签署了战略经营单位协议，共同进行辽宁省抚顺大伙房输水工程隧道掘进机的生产制造。
       宋甲晶还在交接仪式上表示，大连重工•起重集团将进一步加强与国内外知名公司的合作，大力引进、消化、吸收世界先进技术，为振兴民族装备制造业做出应有的贡献。罗宾斯公司也表示要继续发展同大连重工•起重集团战略经营单位关系，长期友好合作。
       可以预见，中国企业通过与国外掌握先进技术企业合作生产盾构机，不仅大大降低了中国地铁建设成本，而且中国在盾构机这一新的工程机械领域将加快制造技术的日臻成熟，未来的中国也许会成为面向亚洲市场的一个重要的盾构机生产基地。据有关人士预测，国际市场对TBM的年需求量为500台左右。未来10年内，中国市场需求量约180台。