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摘 要：我国的盾构施工技术起步较晚，发展速度快，但总体与国际先进水平存在较大差距。结合国内外盾构施工技术发展的历程，给出了我国盾构施工技术现阶段面临的机遇与挑战。最终为盾构施工技术实现跨越式发展提出了若干可行性意见，目标是实现盾构施工技术的自主化和高水平。
关键词：盾构施工技术；发展概况；挑战与机遇；合理化建议
0 引言
随着全球经济建设前所未有的飞速发展和城市化进程的不断推进，城市密度不断提高，高层建筑物不断增加，地上空间利用的制约使人类将目光着眼于地下空间的利用。可以预见未来在基础设施密集的大型城市，人文自然景观和居住办公用建筑将留在地上，而储存库、安全区、发电厂和城市轨道交通等建筑都将出现在地下空间。盾构施工技术凭借其安全性高、效率高、机械智能化程度高、对环境影响小和抗干扰能力强等优势，在地下空间施工中得到越来越广泛的运用。盾构施工技术是一种全机械化暗挖法技术，利用盾构机刀盘切削掘进面土体，在输送系统的运行下将土渣送出隧道外，继而安装管片、同步注浆，防止隧道内土体的坍塌。从1818年法国工程师M.I.布律内尔由观察蛀虫在木板中分泌粘液钻洞的现象中得到启发而发明敞开式手动掘进技术。经过大约200年的发展，在科学技术人员的努力下，盾构施工技术有了长足的发展，拥有跨越式发展的机遇。但同时不断完善的盾构施工技术也面领着极大的挑战。
1 国内外盾构施工技术发展概况
1.1国际盾构施工技术的发展
人类从上千年前开始设想建造各种用途的隧道，到1830年世界上首次运用盾构技术修建的伦敦泰晤士河下隧道，人类在盾构技术领域实现了零的突破。盾构施工技术首先在欧洲被广泛运用于隧道的建设，主要工程有伦敦Thames隧道、伦敦Tower Subway隧道、柏林Spree road隧道、巴黎Orleans Railway等，从压缩空气支撑隧道开挖面、人工开挖到使用液体支撑隧道开挖面、机械开挖，施工技术实现了跨越式的发展。19世纪末到20世纪中期，盾构施工法传入美国、苏联、日本、中国等国家，并得到了大力的发展。1917年，日本成为除欧美国家外第一个引进盾构施工法的国家。20世纪80年代以来，盾构施工技术进入了飞速发展的时期，已成为城市轨道交通、上下水管线、电力通信隧道的主要施工方式，大断面、长距离、高度智能化机械化成为发展趋势。综上其发展历程可分为 4 个阶段： 1806—1876 年，以Brunel 盾构为代表的手掘式盾构； 1876—1964 年，以反铲式盾构和刀盘式盾构为代表的机械式盾构、气压式盾构； 1964—1984 年，以泥水平衡式和土压平衡式为代表的闭胸式盾构； 1984 至今，高智能机械化大断面的多样化盾构。
1.2国内盾构施工技术的发展
我国的盾构施工技术始于1953年东北阜新煤矿直径2.6m输水管道工程对盾构施工技术的尝试，但由于经济技术等方面的限制，并没有受到社会足够的重视，发展极其缓慢。20世纪70年代以来，盾构施工技术开始被运用于多个省市各种不同用途的隧道施工中。随着城市化进程的不断推进，地下空间利用的重要性凸显出来，为了满足这一需求，我国于20世纪90年代开始，大规模引进国外先进的盾构施工设备和施工技术。在国家自然科学基金、973 计划、863 计划、企业及地方等重大项目的支持下，通过 10 余年科学工作者的不懈努力，我国盾构行业先后经历了初步引进、消化吸收、技术攻关和创新跨越等阶段，实现了关键核心技术、实验平台研制和盾构产业发展等方面重大突破。进入新世纪后，在盾构设备制造业，国内各重型机械制造企业纷纷通过与国外盾构机制造商合作、合资或自主研发及并购国外公司，开始进入盾构机制造领域，中国制造的盾构机产品开始在市场上显现，正逐步实现自主化、本土化、产业化、市场化。同时期，在盾构施工技术围绕失稳、失效、失准这三大盾构技术世界难题，我国科研工作者攻克了盾构自主设计制造关键技术，研发出土压、泥水和复合三大类盾构系列产品，初步具备了自主设计制造能力，推动了我国盾构施工技术的跨越式发展，将我国的盾构技术带入了新的时代。
2 我国盾构施工技术的机遇
盾构施工技术的突破、盾构设备制造的产业化和自主化和科研攻关能力的提高，已成为我国盾构施工技术可持续发展的基石。2015年中国内地36个城市去年轨交在建项目约3300公里，共完成投资2857亿元，日均超过7.8亿元，比上一年大幅增长33 %。预测到2020年，全国具备建设轨道交通条件的城市将达到50个左右，拥有巨大的市场前景。轨道交通项目的快速推进，国家的大力度投资，都为盾构施工技术的进一步发展提供了机遇。在国内盾构机市场的前景相当广阔，盾构机施工技术和制造正在成为一个巨大的市场。如何把地下资源利用起来，满足人们日益发展的需要应该是当前以及今后一段时间内的重要课题。
社会发展进入了一个崭新的时期，地上空间的利用已不能满足日益增长的城市密度和人口密度，正朝着深层化、轨道交通地下化、大型化综合化、综合地下管线管廊方向发展，人类对于地下空间的依赖性达到了从未有过的高度。盾构施工技术可以为人类这一需求交出一份满意的答卷，这就要求我国深化盾构施工技术的发展，在变革的时代中明確盾构施工所处的位置，顺应时代发展潮流，让盾构施工技术再上一个新台阶。
3 盾构施工技术所面临的挑战
从引入开始，我国的盾构施工技术取得了可喜的成果，但也要看到，起步较晚的我国盾构施工技术在盾构设备制造和施工技术方面还比较落后，与国际先进水平还存在较大差距。主要体现在以下几个方面：
（1）关键部件对国外的依赖性大。核心部件的核心技术还掌握在发达国家手中，拥有自主知识产权的一些部件，如主轴承、大功率变频器、减速机等，在产品性能和可靠性等方面与国外产品存在一定差距。
（2）在产品和设计领域依赖较大且差距明显。各种技术和设计想法的差距，其根源是人才的差距。我国在盾构施工技术领域还停留在“世界工厂”阶段，来图制造、贴牌加工，核心创新能力不足，盾构施工领域优秀人才的匮乏直接导致了这种现象的出现。 （3）科学全面的市场调研还未在领域内实施，对市场需求的变化不明朗。政府应为盾构机行业加强市场的监管和服务体系建设，提高软环境促进其发展。
（4）行业存在无序竞争和行业不规范状态，缺少合理有效的监管机制和规范、国家及行业标准。企业一拥而上争抢市场份额，但多数规模小，实力弱，产业结构不合理，缺少市场竞争力和长远发展动力。
4 盾构施工技术未来的发展趋势
随着盾构施工技术的不断发展，对盾构施工的安全性、可靠性、高效性提出了更高的要求，盾构机因其造价不菲，提高其对各种不同地质条件的适应性，使其利用率更高必将节约成本。更快的掘进速度、更大盾构断面直径、可适应多種不同地质条件的要求已逐步成为现代盾构技术未来的发展趋势。具体表现如下。
（1）更高的智能化和机械化。
（2）将远程控制引入盾构施工技术。
（3）操作控制系统的简便化和GIS地理信息系统的引入。
（4）对不同地质条件自适应系统的建立。
（5）掘进模式的复合化（如土压平衡式盾构和TBM式盾构）。
（6）埋深大、大断面、长距离、可定制断面盾构施工的实现。
5 对我国盾构施工技术未来的发展建议
第一，引进优秀人才加强产品研发和设计制造体系建设，提高企业的核心竞争力，用产品科技含量带动盾构技术的可持续发展。
第二，加强市场调研，把握市场所需。准入制度急需要完善，相关安全标准与法规、行业统计工作等也要完善建立健全。
第三，服务体系的完善要不断加强，盾构机的售后服务的好与坏将成为企业的软实力象征。
第四，政策的支持、国家法律法规和行业相关标准的制定将对盾构施工技术起积极的引导作用。盾构机是科技含量极高的的重大装备，应纳入国家战略性新兴产业和国家重点支持的高端装备制造领域。
第五，设立一个专门的机构来完成管理、审批、市场调研等工作，监督指导，推进企业健康持续发展，以引领盾构机行业的健康有序良性发展。
参考文献
[1]陈馈.浅谈盾构的应用及发展前景[J].建筑机械化，2004（2） ： 58 - 61.
[2]傅德明，周文波.土压盾构技术在我国地铁隧道工程中的应用和发展[J].岩石力学与工程学报，2004 （S2） ：4888 - 4892.
[3 靳世鹤.国内建筑企业发展盾构技术探讨[J]. 隧道建设，2007，27 （ 6 ） ： 101 -104.
[4]黄健，黄永康.盾构法施工经济效益的影响因素及对策[J].建筑机械化，2009（1） ： 72 - 73，77.
[5]杨华勇，龚国芳.盾构技术的发展趋势及液压技术的应用 [C].中国上海：2003 年国际流体传动技术及市场发展研讨会.
[6] 陈 丹，袁大军，张 弥.盾构技术的发展与应用[J].现代城市轨道交通，2005，（5）：25-29.
[7]冯欢欢 ，李凤远，王助锋.盾构液压技术现状与发展趋势 [J].建筑机械化，2012，（5）：77-79.
作者简介：宋臻（1990年9月），男，汉族，山西省大同市，硕士，江西理工大学，桥梁与隧道工程。
关键词：盾构施工技术；发展概况；挑战与机遇；合理化建议
0 引言
随着全球经济建设前所未有的飞速发展和城市化进程的不断推进，城市密度不断提高，高层建筑物不断增加，地上空间利用的制约使人类将目光着眼于地下空间的利用。可以预见未来在基础设施密集的大型城市，人文自然景观和居住办公用建筑将留在地上，而储存库、安全区、发电厂和城市轨道交通等建筑都将出现在地下空间。盾构施工技术凭借其安全性高、效率高、机械智能化程度高、对环境影响小和抗干扰能力强等优势，在地下空间施工中得到越来越广泛的运用。盾构施工技术是一种全机械化暗挖法技术，利用盾构机刀盘切削掘进面土体，在输送系统的运行下将土渣送出隧道外，继而安装管片、同步注浆，防止隧道内土体的坍塌。从1818年法国工程师M.I.布律内尔由观察蛀虫在木板中分泌粘液钻洞的现象中得到启发而发明敞开式手动掘进技术。经过大约200年的发展，在科学技术人员的努力下，盾构施工技术有了长足的发展，拥有跨越式发展的机遇。但同时不断完善的盾构施工技术也面领着极大的挑战。
1 国内外盾构施工技术发展概况
1.1国际盾构施工技术的发展
人类从上千年前开始设想建造各种用途的隧道，到1830年世界上首次运用盾构技术修建的伦敦泰晤士河下隧道，人类在盾构技术领域实现了零的突破。盾构施工技术首先在欧洲被广泛运用于隧道的建设，主要工程有伦敦Thames隧道、伦敦Tower Subway隧道、柏林Spree road隧道、巴黎Orleans Railway等，从压缩空气支撑隧道开挖面、人工开挖到使用液体支撑隧道开挖面、机械开挖，施工技术实现了跨越式的发展。19世纪末到20世纪中期，盾构施工法传入美国、苏联、日本、中国等国家，并得到了大力的发展。1917年，日本成为除欧美国家外第一个引进盾构施工法的国家。20世纪80年代以来，盾构施工技术进入了飞速发展的时期，已成为城市轨道交通、上下水管线、电力通信隧道的主要施工方式，大断面、长距离、高度智能化机械化成为发展趋势。综上其发展历程可分为 4 个阶段： 1806—1876 年，以Brunel 盾构为代表的手掘式盾构； 1876—1964 年，以反铲式盾构和刀盘式盾构为代表的机械式盾构、气压式盾构； 1964—1984 年，以泥水平衡式和土压平衡式为代表的闭胸式盾构； 1984 至今，高智能机械化大断面的多样化盾构。
1.2国内盾构施工技术的发展
我国的盾构施工技术始于1953年东北阜新煤矿直径2.6m输水管道工程对盾构施工技术的尝试，但由于经济技术等方面的限制，并没有受到社会足够的重视，发展极其缓慢。20世纪70年代以来，盾构施工技术开始被运用于多个省市各种不同用途的隧道施工中。随着城市化进程的不断推进，地下空间利用的重要性凸显出来，为了满足这一需求，我国于20世纪90年代开始，大规模引进国外先进的盾构施工设备和施工技术。在国家自然科学基金、973 计划、863 计划、企业及地方等重大项目的支持下，通过 10 余年科学工作者的不懈努力，我国盾构行业先后经历了初步引进、消化吸收、技术攻关和创新跨越等阶段，实现了关键核心技术、实验平台研制和盾构产业发展等方面重大突破。进入新世纪后，在盾构设备制造业，国内各重型机械制造企业纷纷通过与国外盾构机制造商合作、合资或自主研发及并购国外公司，开始进入盾构机制造领域，中国制造的盾构机产品开始在市场上显现，正逐步实现自主化、本土化、产业化、市场化。同时期，在盾构施工技术围绕失稳、失效、失准这三大盾构技术世界难题，我国科研工作者攻克了盾构自主设计制造关键技术，研发出土压、泥水和复合三大类盾构系列产品，初步具备了自主设计制造能力，推动了我国盾构施工技术的跨越式发展，将我国的盾构技术带入了新的时代。
2 我国盾构施工技术的机遇
盾构施工技术的突破、盾构设备制造的产业化和自主化和科研攻关能力的提高，已成为我国盾构施工技术可持续发展的基石。2015年中国内地36个城市去年轨交在建项目约3300公里，共完成投资2857亿元，日均超过7.8亿元，比上一年大幅增长33 %。预测到2020年，全国具备建设轨道交通条件的城市将达到50个左右，拥有巨大的市场前景。轨道交通项目的快速推进，国家的大力度投资，都为盾构施工技术的进一步发展提供了机遇。在国内盾构机市场的前景相当广阔，盾构机施工技术和制造正在成为一个巨大的市场。如何把地下资源利用起来，满足人们日益发展的需要应该是当前以及今后一段时间内的重要课题。
社会发展进入了一个崭新的时期，地上空间的利用已不能满足日益增长的城市密度和人口密度，正朝着深层化、轨道交通地下化、大型化综合化、综合地下管线管廊方向发展，人类对于地下空间的依赖性达到了从未有过的高度。盾构施工技术可以为人类这一需求交出一份满意的答卷，这就要求我国深化盾构施工技术的发展，在变革的时代中明確盾构施工所处的位置，顺应时代发展潮流，让盾构施工技术再上一个新台阶。
3 盾构施工技术所面临的挑战
从引入开始，我国的盾构施工技术取得了可喜的成果，但也要看到，起步较晚的我国盾构施工技术在盾构设备制造和施工技术方面还比较落后，与国际先进水平还存在较大差距。主要体现在以下几个方面：
（1）关键部件对国外的依赖性大。核心部件的核心技术还掌握在发达国家手中，拥有自主知识产权的一些部件，如主轴承、大功率变频器、减速机等，在产品性能和可靠性等方面与国外产品存在一定差距。
（2）在产品和设计领域依赖较大且差距明显。各种技术和设计想法的差距，其根源是人才的差距。我国在盾构施工技术领域还停留在“世界工厂”阶段，来图制造、贴牌加工，核心创新能力不足，盾构施工领域优秀人才的匮乏直接导致了这种现象的出现。 （3）科学全面的市场调研还未在领域内实施，对市场需求的变化不明朗。政府应为盾构机行业加强市场的监管和服务体系建设，提高软环境促进其发展。
（4）行业存在无序竞争和行业不规范状态，缺少合理有效的监管机制和规范、国家及行业标准。企业一拥而上争抢市场份额，但多数规模小，实力弱，产业结构不合理，缺少市场竞争力和长远发展动力。
4 盾构施工技术未来的发展趋势
随着盾构施工技术的不断发展，对盾构施工的安全性、可靠性、高效性提出了更高的要求，盾构机因其造价不菲，提高其对各种不同地质条件的适应性，使其利用率更高必将节约成本。更快的掘进速度、更大盾构断面直径、可适应多種不同地质条件的要求已逐步成为现代盾构技术未来的发展趋势。具体表现如下。
（1）更高的智能化和机械化。
（2）将远程控制引入盾构施工技术。
（3）操作控制系统的简便化和GIS地理信息系统的引入。
（4）对不同地质条件自适应系统的建立。
（5）掘进模式的复合化（如土压平衡式盾构和TBM式盾构）。
（6）埋深大、大断面、长距离、可定制断面盾构施工的实现。
5 对我国盾构施工技术未来的发展建议
第一，引进优秀人才加强产品研发和设计制造体系建设，提高企业的核心竞争力，用产品科技含量带动盾构技术的可持续发展。
第二，加强市场调研，把握市场所需。准入制度急需要完善，相关安全标准与法规、行业统计工作等也要完善建立健全。
第三，服务体系的完善要不断加强，盾构机的售后服务的好与坏将成为企业的软实力象征。
第四，政策的支持、国家法律法规和行业相关标准的制定将对盾构施工技术起积极的引导作用。盾构机是科技含量极高的的重大装备，应纳入国家战略性新兴产业和国家重点支持的高端装备制造领域。
第五，设立一个专门的机构来完成管理、审批、市场调研等工作，监督指导，推进企业健康持续发展，以引领盾构机行业的健康有序良性发展。
参考文献
[1]陈馈.浅谈盾构的应用及发展前景[J].建筑机械化，2004（2） ： 58 - 61.
[2]傅德明，周文波.土压盾构技术在我国地铁隧道工程中的应用和发展[J].岩石力学与工程学报，2004 （S2） ：4888 - 4892.
[3 靳世鹤.国内建筑企业发展盾构技术探讨[J]. 隧道建设，2007，27 （ 6 ） ： 101 -104.
[4]黄健，黄永康.盾构法施工经济效益的影响因素及对策[J].建筑机械化，2009（1） ： 72 - 73，77.
[5]杨华勇，龚国芳.盾构技术的发展趋势及液压技术的应用 [C].中国上海：2003 年国际流体传动技术及市场发展研讨会.
[6] 陈 丹，袁大军，张 弥.盾构技术的发展与应用[J].现代城市轨道交通，2005，（5）：25-29.
[7]冯欢欢 ，李凤远，王助锋.盾构液压技术现状与发展趋势 [J].建筑机械化，2012，（5）：77-79.
作者简介：宋臻（1990年9月），男，汉族，山西省大同市，硕士，江西理工大学，桥梁与隧道工程。