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摘要:随着我国越江跨海隧道的大量修建,盾构工法以其质量好、安全性高、适应性强等优点己经成为水下隧道施工的主流工法,其正朝着大断面、长距离和高速化施工的方向发展,但真正的大型跨江海水下隧道工程目前并不多,依然缺乏大型跨江海水下隧道工程的建设经验,许多设计和施工难题还没有获得圆满的解决。本文将针对水底隧道掘进技术的发展进行统计和分析,简要描述国内外水底隧道工程的专利技术的发展趋势。
关键词:水底;隧道;施工
为了满足城市隧道建设的地表沉降控制和加快施工速度,人们对盾构法不断提出新的要求,1960年代开始先在英国、日本和德国研究开发了泥水加压式盾构,一改以往传统盾构大多有赖于气压法来对付不稳定地层的局面。泥水加压盾构由泥浆代替气压,用管道代替轨道出土,加快了掘进速度,改善了劳动条件和施工环境,能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷。日本东京湾海底公路隧道采用八台直径14.14米泥水加压盾构掘进并实现了海底对接,大阪三连体泥水盾构完成地铁车站的施工,标志着国际泥水盾构施工技术的发展水平。国内于1996年,上海采用直径11.22米泥水加压盾构,成功穿越7米覆土河床和4.2米超浅覆土软土地层,提前完成延安东路泥水盾构,掘进机作为高科技大型机械化设备,集机械、电气、液压、控制和测试等多学科多领域的高科技成果于一身,行业门槛较高,技术附加值突出、制造工艺复杂。
1各国申请量统计与分析
在SIPOABS中进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下各国的专利申请量。如图1所示,目前,E21 D9/06分类号下的专利申请量以日本居首,其后为德国,之后为中国、欧洲、韩国、英國、美国、法国、苏联。这说明日本盾构技术在世界范围内已经占据了领先地位,德国以及我国的盾构技术也正在快速发展,之后的审查检索过程中应该充分检索,除中文库之外,应重点关注日本、德国相关文献资料的检索。
2 E21 D9/06世界申请量发展趋势
在SIPOABS下进行检索统计,得到水下盾构类专利申请量按年份发展趋势,如图2-所示,E21 D9/06的专利申请量在二战结束之后,1971-1980这十年间飞速发展,至1991-1995年发展至顶峰,随后呈现下降趋势。
3 E21 D9/06主要申请人统计分析
在SIPOABS库进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下专利申请的主要申请人,如图3所示。从中可以看出其中日本申请人小松株式会社申请量最多,德国的申请量在其后,其他申请量较多的也基本为日本的公司。德国海瑞克、维尔特,美国罗宾斯,日本三菱、石川岛、川崎重工、小松制作所,加拿大的罗浮特等几家专业企业能生产,2005年前,中国使用的盾构机几乎全部从国外采购。国内仅有沈重、中铁隧道集团有限公司、上海隧道股份和四川第二重型厂等为数不多的几家企业能作为分承包方,欧、美、日等国的地铁盾构机制造商基本上垄断了中国的盾构掘进机市场。
4国内水下盾构隧道专利统计分析
在CNABS中进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下本国专利申请量的发展趋势。如图4所示,结合之前的有关世界范围内各国申请量统计和申请量发展趋势分析可知,本国在泥水盾构技术这一技术领域较日本、德国而言,起步晚得多,而现阶段处于快速发展期。这与我国城市隧道的快速发展有关,随着中国本国技术的进步,中国城市地铁,以及越江、河、湖的隧道建设将越来越普及。
结语:
E21D9/06分类号下泥水盾构技术在世界范围内的快速发展期在上个世纪70年代和近20年,主要发展区域在日本、德国和英国,正在快速发展过程中;而中国的起步相对较晚,目前仍处于研究高峰期。针对这一特点,对外文库与中文库的几个主要申请人的研发重点有所了解,对该领域专利发展方向了解掌握十分有利。
关键词:水底;隧道;施工
为了满足城市隧道建设的地表沉降控制和加快施工速度,人们对盾构法不断提出新的要求,1960年代开始先在英国、日本和德国研究开发了泥水加压式盾构,一改以往传统盾构大多有赖于气压法来对付不稳定地层的局面。泥水加压盾构由泥浆代替气压,用管道代替轨道出土,加快了掘进速度,改善了劳动条件和施工环境,能较好地稳定开挖面和防止地表隆陷。日本东京湾海底公路隧道采用八台直径14.14米泥水加压盾构掘进并实现了海底对接,大阪三连体泥水盾构完成地铁车站的施工,标志着国际泥水盾构施工技术的发展水平。国内于1996年,上海采用直径11.22米泥水加压盾构,成功穿越7米覆土河床和4.2米超浅覆土软土地层,提前完成延安东路泥水盾构,掘进机作为高科技大型机械化设备,集机械、电气、液压、控制和测试等多学科多领域的高科技成果于一身,行业门槛较高,技术附加值突出、制造工艺复杂。
1各国申请量统计与分析
在SIPOABS中进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下各国的专利申请量。如图1所示,目前,E21 D9/06分类号下的专利申请量以日本居首,其后为德国,之后为中国、欧洲、韩国、英國、美国、法国、苏联。这说明日本盾构技术在世界范围内已经占据了领先地位,德国以及我国的盾构技术也正在快速发展,之后的审查检索过程中应该充分检索,除中文库之外,应重点关注日本、德国相关文献资料的检索。
2 E21 D9/06世界申请量发展趋势
在SIPOABS下进行检索统计,得到水下盾构类专利申请量按年份发展趋势,如图2-所示,E21 D9/06的专利申请量在二战结束之后,1971-1980这十年间飞速发展,至1991-1995年发展至顶峰,随后呈现下降趋势。
3 E21 D9/06主要申请人统计分析
在SIPOABS库进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下专利申请的主要申请人,如图3所示。从中可以看出其中日本申请人小松株式会社申请量最多,德国的申请量在其后,其他申请量较多的也基本为日本的公司。德国海瑞克、维尔特,美国罗宾斯,日本三菱、石川岛、川崎重工、小松制作所,加拿大的罗浮特等几家专业企业能生产,2005年前,中国使用的盾构机几乎全部从国外采购。国内仅有沈重、中铁隧道集团有限公司、上海隧道股份和四川第二重型厂等为数不多的几家企业能作为分承包方,欧、美、日等国的地铁盾构机制造商基本上垄断了中国的盾构掘进机市场。
4国内水下盾构隧道专利统计分析
在CNABS中进行简单统计,得到E21 D9/06分类号下本国专利申请量的发展趋势。如图4所示,结合之前的有关世界范围内各国申请量统计和申请量发展趋势分析可知,本国在泥水盾构技术这一技术领域较日本、德国而言,起步晚得多,而现阶段处于快速发展期。这与我国城市隧道的快速发展有关,随着中国本国技术的进步,中国城市地铁,以及越江、河、湖的隧道建设将越来越普及。
结语:
E21D9/06分类号下泥水盾构技术在世界范围内的快速发展期在上个世纪70年代和近20年,主要发展区域在日本、德国和英国,正在快速发展过程中;而中国的起步相对较晚,目前仍处于研究高峰期。针对这一特点,对外文库与中文库的几个主要申请人的研发重点有所了解,对该领域专利发展方向了解掌握十分有利。