南沙自贸区：自主品牌盾构开挖“自家”地铁

在一串长长的喜炮声中, 中船盾构首台自主品牌产品——φ6260复合式土压平衡盾构机于广州地铁4号线南延段井下始发。负责施工的业主单位——广东水电二局股份有限公司广州地铁4号线南延段项目总指挥林锡坤在仪式上骄傲地宣布：这是在南沙自贸区内首次使用本土自主品牌盾构“挖自己的地铁”!

有着“地龙”之称的φ6260复合式土压平衡盾构机，由沪东重机股份有限公司与广州中船船用柴油机有限公司联合自主研发，具有自主知识产权。据悉，这也是“中船盾构”首台具有国产自主品牌的盾构机。该机的顺利始发，标志着由沪东重机与广州中柴精心推出的φ6260复合式土压平衡盾构机已成功走向市场，并将为广州中柴全面转入盾构机的生产设计打下坚实基础。

盾构机

“硬碰硬”，盾构较量花岗岩

总耗时达一年的广州地铁4号线南延段地铁掘进工程，将由两台φ6260复合式土压平衡盾构机分左右线担纲。

“资讯园站至塘坑站区间地质条件差，盾构隧道两端为软土，中间为硬岩，且存在一定的上软下硬地层，这是工程的重难点。”在井下始发施工现场，广州中柴市场总监赵又宏指着墙上悬挂的巨幅土建工程图向记者介绍，这些大片面积红色甚至紫色标识的土建施工部分，代表着接下来这两台“神器”将经受南沙自贸区最坚固的岩石考验。据悉，该段线路全长2074.2米，地质条件复杂，包含全断面花岗岩、大量微风化、中风化岩石等，最大单轴抗压强度达到100多兆帕。广州中柴通过多次专家会审，实地考察，针对地质条件做了大量的适应性设计，使该机的所有设计参数均达到国外同类品牌要求，部分系统更优于同类机型。

对中船盾构机性能一点儿也不陌生的林锡坤对此充满信心。他表示，借力这两台国产“大家伙”，其施工团队有信心、有能力在接下来打通连接南沙自贸区与广州市区的“地下通道”掘进硬仗中，立下功勋。

创品牌，杀出一条血路来

2013年5月，为支持广州市城市发展规划和产业结构调整，在广泛深入调研的基础上，广州中柴确定以适用于中国地铁市场、盾体外径为6260毫米的复合式土压平衡盾构机作为市场开拓以及研究开发的起点，携手沪东重机展开自主研发。

“此次研发的目标是设计和制造一个具有自主知识产权的‘中船盾构’品牌复合式土压平衡盾构机,将通过掌握盾构机自主研发技术,打破国外对复杂地质环境下隧道施工的盾构机的垄断，并做到可随时根据地质的不同，进行量体裁衣式的设计，符合全国各地区的不同地质要求。”广州中柴副总经理陈国荣在接受记者采访时如是表示。

2013年12月，完成了对6260毫米复合土压平衡盾构机液压系统、电气系统等关键部件的一系列本土化设计工作之后，中船盾构总体技术方案获得专家评审通过，其主要部件与进口件相比，成本降幅达40%，整机成本降幅约10%。这意味着，多年来，由广州中柴与沪东重机联合自主设计研发制造复合式土压平衡盾构机，已正式从当初美丽的构想变成了真真切切的现实。而结合研发项目与已掌握的核心技术，该自主品牌“中船盾构”，包括“中船顶管”，其商标注册已获受理，11项专利获受理，其中2项已获批。

2014年4月，年轻的广州中柴与广州建恒机电设备有限公司签订4台盾构机生产协议。业主明确表示，其中有2台将采用广州中柴自主品牌盾构机。当年年底，首台“中船盾构”自主品牌盾构机——Ф6260复合式土压平衡盾构机顺利交付，这也成为广州中柴自主品牌建设史上一个不可磨灭的里程碑。

“通过Ф6260复合式土压平衡盾构机的自主研发，我们初步掌握了整机的结构布局、刀盘、螺栓输送机、管片拼装机等结构设计，液压流体设计，电控设计等核心技术，同时锻炼了一批专业的技术人员和操作装配工，为公司全面转入盾构机生产设计打下了坚实的基础。”陈国荣介绍，2014年，广州中柴共计完成了9台套的盾构机和顶管机制造，其中包括1台自主品牌盾构机、1台套自主品牌顶管机和3台圆形顶管机，维修盾构机11台套,在华南地区地铁工程项目，以及开拓国内区域性市场与海外市场等方面成功取得突破。

提到新一年的工作打算，陈国荣表示，该公司还将积极拓展南方电网的电力隧道施工服务。为此，他还特别自豪地提到了该公司建造的“中船第一顶”——GMD800顶管机。据悉，该顶管机由广州中柴牵头研制，可广泛用于电力、排污、自来水、燃气、热力等非开挖地下管线的铺设工程。2015年2月7日，“中船顶管001号”试验掘进段(北京昌平复合地层)顺利贯通，填补了国内该类型顶管机的空白。这标志着我国已打破了欧美、日本等国对适用卵砾石及复合地层掘进的泥水平衡顶管机的长期垄断，将对国内地下管网建设的发展起到积极的推动作用。

目前，随着自主品牌盾构机与顶管机研制取得成果，广州中柴作为我国“地下空间建设装备”掘进机械制造业的后起之秀，已在华南地区占据了十分重要的位置。

谋发展，城建工程需国产

近年来，随着全国各大城市轨道交通建设以及城际铁路、水利水电工程、过江隧道等项目规模的不断扩大，盾构机作为隧道掘进的专用大型工程机械，其市场需求也不断增长。分析人士认为，目前，盾构机施工和制造正在成为一个巨大的市场。

粤水电轨道交通建设有限公司、广州地铁4号线南延段项目部总工程师李卫国对国内这一市场的前景就十分看好。他认为，目前盾构机的使用范围非常广泛，且国内盾构机生产也正处在稳步上升的过程。相比于动辄好几千万元人民币的进口设备，国产化盾构机造价为其六七成，具有性价比较高的特点，已不失为国内业主的一大选择。

他同时表示，厂家不应轻视盾构机维修改装改造市场，以及相关的售后服务市场。由于维修改装改造的盾构机，生产周期短，费用多数仅为新机造价的十分之一，并需要适应不同工程或地质的需要，目前国内不少业主会选择将旧机加以改装改造。而作为一线施工直接使用方，李卫国也特别期待国产设备在研发与建造过程中，厂家能更多地加强与施工单位的沟通，使国产盾构机的技术与质量能得到进一步提高和完善，逐步缩小与进口设备的差距。

不过，由于盾构机对产品的稳定性、可靠性、适应性要求极高，因此在相当长的时间里，有关全断面隧道掘进机的研发制造和使用，一直是我国制造业和施工企业的软肋，其市场与技术仍会基本被美、日、欧等发达国家的专业公司所垄断。

为了打破国外技术垄断，提升我国装备制造业的水平，国家科技部于2001年将土压平衡盾构关键技术研制列入“863计划”自动化领域机器人技术主题，拉开了我国盾构机产业化的序幕。为促进国产盾构机的发展，国务院还于2006年下发了《关于加快振兴装备制造业的若干意见》，将“满足铁路、水利工程，城市轨道建设项目的需要，加快大断面岩石掘进机等大型施工机械的研制，尽快掌握关键设备制造技术”列入16项重大技术装备之一。

当前，φ6260复合式土压平衡盾构机正被广泛地应用于国内主要地铁线路、城际地下线路，以及地下污水管路、大型输送水管、高压电缆管道等领域。专家认为，随着国内外市场需求的变化、各类法规新要求的变化和先进研发手段的应用，土压平衡盾构机的研制将完全不同于以往的研究模式。其中自主品牌土压平衡盾构机在后续研发过程中还需要突破五大关键技术，一是主驱动的自主设计，二是复合地层的刀盘结构设计技术，三是管片拼装精确定位设计技术，四是后配套系统针对性设计，五是掘进技术和关键施工技术。

专家指出，我国掘进机制造业要想在国产化道路上稳扎稳打，就要通过掌握不同地质条件下的开挖控制方案，优化盾构机结构形式，改变以往主驱动部件整体打包进口的局面，增加刀盘的耐磨性，并对结构电控进行优化设计，真正提升企业的核心技术竞争力。

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