盾构机与掘进机(盾构机掘进机记录)

1. 盾构机掘进机记录

中铁装备集团和中铁隧道局集团联合设计研发的世界最大直径(15.08米)硬岩掘进机“中铁859号”，“中铁859号”硬岩掘进机开挖直径为15.08米，整机长182米，总重3900吨，最大装机功率9900千瓦。该设备采用了主动铰接、双速减速机、箱涵同步拼装等针对性设计，可以实现主机姿态的精确调整和不良地质下的快速脱困，使设备在不同的地质条件下均具有快速施工能力，保证了施工的安全和质量，有效解决了隧道长距离、大埋深、开挖断面大等施工难点。

2. 盾构机一次连续掘进长度

　　盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。　　用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。　　盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。　　据了解，采用盾构法施工的掘进量占京城地铁施工总量的45%，目前共有17台盾构机为地铁建设效力。虽然盾构机成本高昂，但可将地铁暗挖功效提高8到10倍，而且在施工过程中，地面上不用大面积拆迁，不阻断交通，施工无噪音，地面不沉降，不影响居民的正常生活。不过，大型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂，国际上只有欧美和日本的几家企业能够研制生产。　　盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。　　泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。　　根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。　　a.敞开式开挖 　　手掘式及半机械式盾构均为半敞开式开挖，这种方法适于地地质条件较好，开挖面在掘进中能维持稳定或在有辅助措施是能维持稳定的情况，其开挖一般是从顶部开始逐层向下挖掘。若土层较差，还可借用千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。采用敞开式开挖，处理孤立障碍物、纠偏、超挖均为其它方式容易。为尽量减少对地层的扰动，要适当控制超挖量与暴露时间。　　b.机械切削式开挖 　　指与盾构直径相仿的全断面旋转切削刀盘开挖方式。根据地质条件的好坏，大刀盘可分为刀架间无封板及有封板两种。刀架间无封板适用于土质较好的条件。大刀盘开挖方式，在弯道施工或纠偏是不如敞开式开挖便于超挖。此外，清除障碍物也不如敞开式开挖。使用大刀盘的盾构，机械构造复杂，消耗动力较大。目前国内外较先进的泥水加压盾构、土压平衡盾构，均采用这种开挖方式。　　c.网格式开挖 　　采用网格式开挖，开挖面由网格梁与格板分成许多格子。开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围内的阻力而产生的。当盾构推进是，土体就从格子里挤出来。根据土的性质，调节网格的开孔面积。采用网格式开挖时，在所有千斤顶缩回后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表沉降，因此，在施工务必采取有效措施，防止盾构后退。　　d.挤压式开挖 　　全挤压式和局部挤压式开挖，由于不出土或只部分出土，对地层有较大的扰动，在施工轴线时，应尽量避开地面建筑物。局部挤压时施工时，要精心控制出土量，以减少和控制地表变形。全挤压式施工时，盾构把四周一定范围内的土体挤密实。　　盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。　　盾构机的选型原则是因地制宜，尽量提高机械化程度，减少对环境的影响。　　参与沈阳地铁工作的盾构机名为开拓者号，总长为64.7米，盾构部分9.08米，重量为420吨，其工作误差不超过几毫米。　　价格：德国进口的盾构机大概需要人民币5000万元。　　目前位于辽宁沈阳的沈重集团中标了沈阳地铁的部分盾构机 生产的盾构机处于国际领先水平

3. 盾构机掘进过程

贯入度是指刀盘的旋转一周进入土中的深度。贯入度不仅与刀盘转速有关，还与盾构掘进速度有关。假设盾构机掘进速度是30mm/min，刀盘转速是1.15r/min，那么刀盘贯入度计算如下：30÷1.15=26mm。

4. 盾构掘进记录表

《人防工程质量检验评定记录表》 人防工程分部、分项工程名称表 1结构工程 土石方、爆破掘进、盾构、沉井、地下连续墙、打（压） 桩、灌注桩、模板、钢筋、混凝土、喷射混凝土、构件安 装、钢结构、砌砖、砌石等 2 防水工程 防水混凝土、 水泥砂浆防水层、 涂料防水层、 卷材防水层、 金属防水层、油膏嵌缝防水、止水带防水等。

3 孔口防护工程 防护门、防护密闭门、密闭门门框墙制作、防护门防护密 闭门密闭门安装、 防爆波活门防爆超压排气活门安装、 进 出工程管线的防护密闭等。4 建筑装修工程 一般抹灰、装饰抹灰、油漆、刷浆、裱糊、饰面、整体地 面、板块地面、木质板地面、门窗安装等。5 给水排水工程 给水管道安装、给水管道附件及卫生器具给水配件安装、 给水附属设备安装、排水管道安装、卫生器具安装、洗消 器具安装、立式污水泵安装等。6 采暖、通风与空调工程 采暖管道安装、热水器安装、采暖附属设备安装、金属风 管安装、无机玻璃钢风管制作、通风部件制作、风管及部 件安装、过滤器除尘器过滤吸收器安装、密闭阀安装、通 风机安装、防腐与油漆等。7 建筑电气安装工程 电缆线路、配管及管内穿线、护套线配线、变压器安装、 成套配电柜及动力开关柜安装、 低压电器安装、 电气照明 器具及配电箱安装、 接地装置安装、 柴油发电机组安装等 8 防火设备安装工程 防火门和防火卷帘门安装、 灭火器具安装、 防烟排烟部件 制作与安装、 火灾自动报警装置安装、 火灾事故广播消防 通讯设备安装等。

5. 全断面掘进机与盾构机

盾构机与全断面掘进机(TBM)的区别其实全断面掘进机(TBM)和盾构机笼统的说，都是一样，都是隧道全断面掘进。只是不同的工作环境应用不用的机械罢了。他们的主要区别如下：

1.适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土层的挖掘。

2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。

3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。

4.工作的环境也不一样，TBM是硬岩掘进机，一般用在山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机，主要是城市地铁，及小型管道。

6. 盾构机 掘进机

世界十大盾构机制造商排名：

1、德国海瑞克 (Herrenknecht)

海瑞克 Herrenknecht AG是德国的建筑设备制造商。该公司生产隧道掘进机（盾构机），总部位于德国巴登-符腾堡州施瓦瑙的Allmannsweier。它是重型隧道掘进机的全球市场领导者。海瑞克一度占据国内盾构机市场的70％以上，并在广州与广重成立了合资公司。

海瑞克公司的设备尺寸完全，能适应各种地质状况，设备覆盖范围海瑞克公司是独一无二的，各种盾构机：直径从100mm的全自动微型隧道掘进机，到18米用于公路、铁路、地铁及输水隧道施工的各种土压平衡盾构、泥水平衡盾构以及复合盾构机

2、中国北方重工

成功并购罗宾斯公司，为北方重工带来了世界领先的硬岩掘进机技术，美国罗宾斯公司有着60年的发展历史，其硬岩掘进机技术代表了世界最先进水平，产品遍及世界各地，企业品牌在世界隧道掘进机领域享有盛誉，北方重工是中国高端装备制造业的核心骨干企业，二者结合，北方重工拥有了从土压平衡式、泥水平衡式、硬岩掘进机到复合式盾构机、双模式盾构机的全系列全断面掘进机技术。

3、中国中铁装备

中铁工程装备集团有限公司，是集隧道掘进机、隧道机械化专用设备、地下空间综合开发、钢结构等四大产业门类为一体的综合性企业集团。具备年产盾构、TBM等150台的产业化能力，拥有13大盾构制造基地.

中国中铁装备公司与德国维尔特公司正式签署硬岩掘进机及竖井钻机知识产权收购协议后，中铁装备公司成为世界上能独立生产硬岩掘进机（ＴＢＭ）、并具有自主知识产权的三大企业之一。产品远销新加坡、马来西亚、印度、黎巴嫩、以色列、越南、韩国、伊朗、埃塞俄比亚等9个国家，市场占有率连续五年保持国内第一。

4、中国铁建重工

中国铁建重工集团有限公司，集团总部位于湖南长沙，是国家级高新技术企业，拥有盾构TBM的先进生产设备200多台套，盾构TBM年产能力达120台套。产品远销美国、加拿大、非洲、西亚等30多个国家和地区。

铁建重工拥有国内生产能力最大、设备最全、工艺最先进的盾构/TBM专业生产线 ，自主研制的具有完全自主知识产权的高端盾构/TBM广泛应用于国内30多个省市的地铁、铁路、煤矿和水利等重点工程 。

5、日本日立造船

盾构机在日本市场处于长期萎缩的态势，各公司正加速开展海外业务。日立造船也将海外生产纳入计划，追赶世界排名首位的德国海瑞克集团。日立造船为美国西雅图开发的世界上最大型泥浆式盾构隧道掘进机现在制造完成，直径17.45米，并于2013年3月运往西雅图。为日立在盾构机行业竞争和争夺海外市场的地位奠定了基础。

日立造船公司自1960年代开始制造盾构机，已累计生产约1200台。近年，日本国内地铁等工程减少，海外市场受到中国公司的激烈竞争，排位也在不断下降。

6、中交天和

中交天和机械设备制造有限公司，目前拥有16项盾构机核心发明专利，25项盾构机核心实用新型专利。年产盾构100台以上，创建了世界最大的盾构机生产基地（常熟生产基地）。

中国最大直径泥水平衡盾构机——“长城号”在中交天和顺利下线。 “长城号”是中交天和自主研制的第9台超大直径盾构机，并首次采用了由中交天和自主研制的全球首创长距离掘进不换刀技术，可实现连续掘进4800米不换刀，远超国际3000米的最高距离。

7、重组三菱重工（JIMT)

JIMT由本三菱重工（MHI）与日本制造商石川岛播磨重工业集团（IHI）和钢铁制造业巨头川铁株式会社（JFE）联手合作，巩固其隧道掘进机制造地位。

JIMT将展示整合的协同效应，稳步抓住国内需求，加速海外扩张，并提供更高附加值的产品和服务，从而成为全球市场的领先公司实现跨越式发展。IHI，JFE Engineering和MHI将相互合作，以完全支持其业务发展。受到中国公司的激烈竞争，排位也在不断下降。

8、隧道股份

上海隧道工程股份有限公司，起初为中国大型隧道及高端装备研发建造的军事保密单位，番号“4046”。自行设计制造了网格挤压盾构，应用于海打浦路越江隧道施工。国产大直径泥水平衡盾构机“初心号”盾构开挖直径9.05米，总长约132米，整机重量约1500吨，装机功率3500千瓦。由隧道股份、中国铁建、宁夏华电联合研制，拥有完全自主知识产权。

近日，由隧道股份上海隧道工程有限公司自主研发制造的超大直径盾构机“骐跃”在上海浦东成功调试下线。“骐跃”整机总重约为3200吨，总长约为99米，其中主机长度约为16米，刀盘切削直径达14.05米。

9、三三工业

辽宁三三工业有限公司，拥有国家级盾构机/TBM隧道掘进机工程技术中心，能够独立实现设计、研发、制造、总装，独立生产全断面隧道掘进机（TBM），并拥有自主知识产权的企业。拥有全球最大的生产制造车间，全球最先进的成套数控加工集群，年产量可达100台，产品遍布国内外地铁、公路、铁路、海底隧道等领域。

三三工业又一里程碑式的产品问世，杭州亚运会重点工程——杭州文一路提升改造二期工程“钱江号”超大型泥水平衡盾构机在武汉胜利下线并通过验收。

10、中船重装、徐工、三一重工

当然中船重装、徐工、三一重工等企业也有涉及盾构机/TBM研发制造。

7. 挖掘机盾构机

交安工程施工需要盾构机，铺轨机，压路机，洒油机，吊装机，清雪车，挖掘机，铺渣机等众多机械。

交安工程也可以称作交通安全设施工程或交通工程及沿线设施工程，其建设规模与标准根据公路网规划、公路的功能、等级、交通量等确定，按照“保障安全、提供服务、利于管理”的原则进行设计。包括交通安全设施、服务设施和管理设施三种；等级与适用范围分为A、B、C、D四级。

8. 隧道掘进机 盾构机

盾构机行业相关公司：中铁工业(600528)、隧道股份(600820)、铁建重工(688425)、大连重工(002204)、中交天和、北方重工、三三工业等

本文核心数据：龙头企业盾构机产量、龙头企业盾构机专利数量、龙头企业盾构机营业收入等

1、中铁工业VS铁建重工：盾构机业务布局历程

中铁工业于1999年成立，于2001年首次上市，公司2017年重组整合中铁山桥、中铁宝桥、中铁科工和中铁装备。公司旗下中铁装备是我国盾构机地前沿企业，曾开发出我国首台具有知识产权的国产盾构机。2017-2021年，公司一批重点项目签约不断，主要经济指标跨越式增长。

铁建重工于2006年成立，于2021年上市，公司深耕高端地下装备制造领域，多项盾构机产品达到国际领先水平，已成为全球领先的地下工程装备产业基地、隧道掘进装备智能制造新模式产业基地和轨道交通装备大规模定制化企业。

2、盾构机业务布局及运营现状：中铁工业略胜一筹

——盾构机产品对比：铁建重工规格更多

从中铁工业和铁建重工的盾构机产品规格和类型来看，铁建重工的土压盾构机和泥水盾构机的最大开挖直径要更高，同时刀盘驱动类型更多，总的来看产品规格更多。

——盾构机产量对比：中铁工业领先

从盾构机的产量变化情况来看，2017-2020年中铁工业的盾构机产量一直大于铁建重工。根据中国工程机械工业协会掘进机械分会发布的《中国全断面隧道掘进机制造行业2020年度数据统计》，2020年中铁工业共生产有盾构机(不含TBM)190台，铁建重工共生产有盾构机(不含TBM)152台。

——盾构机研发对比：中铁工业投入规模高

从中铁工业和铁建重工的研发占比情况来看，中铁工业的研发投入规模要明显高于铁建重工，2020年中铁工业共投入研发资金12.14亿元，铁建重工共投入研发资金5.53亿元。不过从研发投入占公司营收的比例来看，铁建重工的投入比例7.27%要略高于中铁工业的5.00%。

——盾构机专利对比：中铁工业绝对领先

从全球盾构机专利情况对比来看，截止2021年10月，中铁工业子公司中铁工程装备有限公司的盾构机专利位列全球首位，共有1044个，明显多于铁建重工的盾构机专利数量。

注：未剔除联合申请数量。

——盾构机规划对比：二者则重点不同

从中铁工业和铁建重工的盾构机业务发展规划不

9. 盾构机的掘进

掘进几环是指盾构掘进后，拼装管片完成的环数，具体距离是看管片尺寸即盾构机要求！

10. 盾构机掘进速度破纪录

盾构机一般每天最多掘20米。

盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。

用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

11. 盾构掘进机施工图片

盾构机挖完土后,这些土会通过履带传送到外面去,内墙需要通过其他方式加固。

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片),它区别于敞开式施工法。 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。