盾構機制造:中國工程機械技術換市場新領域

       1996年，中國政府對于發展軌道交通做出了“從城市實際情況出發，合理確定城市軌道交通建設規模和標準，采取各種措施降低建設費用；加速城市軌道交通技術裝備國產化的研制工作，開發新型軌道車輛要自主開發和引進技術相結合等。”的表態。 
       1999年，又明確了發展軌道交通的國產化政策：地鐵建設所需設備的綜合國產化率（包括外資和合資企業在國內企業生產的部分）必須超過70％。這對于關鍵施工裝備盾構機的國產化，也帶來了市場機遇。
       伴隨著中國城市的新一輪地鐵建設熱潮及其他隧道工程建設的大力發展，盾構機這個擔綱主要掘進任務的專用工程機械也成為國產化施工裝備的焦點，隧道掘進機是實現掘進、巖渣裝運、洞壁支護等一次開挖成洞的高科技施工設備，是目前世界上最先進的隧道施工機械，也是一個國家裝備制造業水平和能力最具代表性的重大關鍵裝備。
       中國第一臺具有自主知識產權和國際先進水平的地鐵盾構掘進機“先行號”，于2004年9月28日在上海隧道工程股份有限公司機械廠總裝、調試成功。這臺直徑6.3米的土壓平衡式盾構曾在上海2號線（西延伸段）古北路站至中山公園站中得到施工應用，這標志著中國地鐵建設的關鍵設備突破了洋產品的包圍圈，在中國地鐵工程施工裝備上打上了“中國制造”的標牌。
       中國地鐵建設方興未艾，各建設地鐵的城市要進口大量的地鐵盾構。上海地鐵從一號線第一臺盾構——法國進口的“希望號”盾構開始，上海的20多臺盾構幾乎被歐、美、日等國的產品所壟斷。因此，國家有關部門對制造具有自主知識產權和具有國際先進水平的盾構，給予了大力支持和政策扶持，希望通過加強對盾構核心技術的研究，逐步構筑和提升盾構的設計、系統集成、制造安裝能力。
       據上海隧道機械廠張閔慶廠長介紹，這臺盾構的總體集成設計是由國內設計，各項性能均達到國際水平。由于這臺盾構擁有自主知識產權，它將有助于降低工程成本，促進國內的地鐵建設。據了解，與同類產品比較，國產盾構售價僅為三分之二，并且具有高能效等綜合優勢，可在惡劣地質條件下施工。
       盡管在中國盾構機已經實現了自主研制生產，但是從生產批量和高端技術上仍然無法滿足國內隧道工程建設的需要和施工要求，尤其對大直徑盾構機的制造能力尚不具備，于是在政府倡導地鐵建設技術裝備國產化的政策鼓舞下，中國頗具重機制造實力的幾家企業欲進軍盾構機制造領域的想法，跟世界著名盾構機生產商技術換市場的念頭一拍即合，在中國盾構機這個新興工程機械種類上展開了積極的合作。
       廣重、首鋼、武重牽手德國海瑞克
       中國廣州廣重企業集團根據近年來國內城市加速地鐵建設的形勢，看準并重點開發新產品——盾構式隧道掘進機，最先與世界著名盾構機生產商德國海瑞克公司合作，為廣州地鐵的建設立了大功。
       廣重與德國海瑞克公司合作制造盾構機的過程中，先后派出工程技術人員和管理人員到德國去進行考察和技術研討，對德國的制造標準、圖紙等相關資料進行技術轉化，掌握了整個盾構機系統的工作原理、控制模式、調試程序和方法，并攻克了螺旋葉鑄造、厚板焊接、機械加工、熱處理、硬化層堆焊等一系列技術難關。同時也掌握了長75米、總量480噸的盾構機的廠內組裝、井下安裝、挪移過站和拆卸出洞等相關技術。
       首先制造的兩臺直徑6．3米盾構機，于2001年6、7月先后投入廣州地鐵二號線5南端掘進施工，整個掘進過程運轉良好，各項技術參數完全達標，性能和可靠性與整機進口設備相同，造價卻比整機進口設備低20%左右；還創造了當時日進尺24米和月進尺336米的全國隧道掘進記錄，被譽為“華南第一盾”。廣重還為廣州地鐵3號線制造了4臺盾構機。
       廣重與德國海瑞克公司合作制造盾構機成功，并已成立了合資公司“海瑞克（廣州）隧道機械有限公司”，簽字儀式日期2003年4月22日，其中德國海瑞克公司出資65％(控股)；廣重出資35％。2005年4月28日，合資公司南沙生產基地在南沙開發區舉行了開工典禮。生產基地項目首期投資200萬美元(注冊資本140萬美元)，計劃今年上半年再增加投資約210萬美元，主要生產盾構式隧道掘進機(簡稱“盾構機”、“TBM”)及其部件、零配件和其他有關設備等。廣重逐步掌握了盾構機制造這一項目前國內尚屬空白的技術，又找到了新的經濟增長點，大大提升了廣州機械裝備工業的技術水平和制造能力，帶動了相關行業的發展，也為國內乃至東南亞地區的地鐵和隧道建設降低成本提供了條件。
       2005年5月9日，由首鋼集團重型機械有限公司和德國海瑞克公司合作生產的3臺盾構機通過了驗收。這3臺盾構機采用世界最先進技術，刀盤直徑達6.25米，掘進速度超過20米/天。它們將首先在北京地鐵4號線和10號線的隧道挖掘中一展身手，從此，在北京地鐵隧道挖掘中擔當主力的大型盾構機實現了國產化。
       中國使用的大型盾構機也均來自進口，每臺的價格在400美元到600美元。從2004年開始，首鋼集團與世界最大的盾構機生產企業——德國海瑞克公司合作，開始了盾構機的開發和機械加工制造。據介紹，國產盾構機相對于進口產品可節約成本20%左右。這三臺盾構機的用戶為中鐵一局、十六局和北京住宅建設總公司，將首先應用到北京地鐵4號線和10號線的隧道施工中。據介紹，相同型號的進口盾構機目前正在地鐵5號線的施工中應用，曾創造了日掘進26米的最好紀錄。
       8月29日上午，武重集團公司與德國海瑞克公司簽訂了合作制造盾構機框架協議。武重能與德國海瑞克公司攜手合作，在于“武重”這個全國乃至亞洲的知名品牌和自身強大的機械設計制造及服務能力。據了解，作為中國制造數控重型和超重型機床的大型骨干企業，并擁有多次與國外廠商合作成功經驗的武重，多年來一直關注、跟蹤著盾構機的生產和發展，并一直努力向這一產業進軍。
       德國海瑞克公司決定將其與新疆自治區政府簽訂的新疆伊犁河大坂輸水隧洞工程項目盾構機與武重聯合制造，擬今年11月份正式進入生產階段。根據協議，德國海瑞克公司將立即向武重提供盾構掘進機的技術資料，并負責相關技術指導和培訓，雙方將共同分享市場收益。此次與德國海瑞克公司簽訂合作生產盾構機框架協議，標志著武重在引進世界先進技術，實現重大裝備本土化方面邁出了堅實的一步。
       除與上述三家企業合作外，另據德國海瑞克公司北京代表處透露，海瑞克公司和中國的其他主要鋼結構公司也合作生產過隧道掘進機設備，例如：上海隧道設備有限公司、大連重工、上海振華港機集團、上海滬東造船廠等等。
       沈重集團聯袂德國維爾特和法國ＮＦＭ
       由中國沈陽重型機械集團有限責任公司與德國維爾特(WIRTH)鉆掘設備制造公司、法國ＮＦＭ技術公司三方共同投資創建的大型隧道掘進設備制造企業，沈陽維爾特重型隧道工程機械成套設備公司于３月８日，在沈陽市經濟技術開發區奉達大廈舉行開業典禮。市委副書記蘇宏章、德國駐華商務參贊格林特•海克曼、法國駐華使館商務參贊郭日海共同為公司開業揭匾。
       沈陽維爾特公司總投資額為120萬歐元（折合人民幣1296萬）。沈重以52％的投資額控股，德國維爾特鉆掘設備制造公司和法國ＮＦＭ技術公司投資各占24％，合資年限為30年。以生產硬巖ＴＢＭ為主的德國維爾特公司以及以生產軟土盾構為主的法國ＮＦＭ技術公司均是國際知名的掘進機制造廠商。此次，三方聯手在沈陽組建合資企業，并以南方城市越江隧道盾構、北方城市地鐵工程盾構等項目為依托，合作制造掘進機，發展掘進機產業，必將提高沈陽裝備制造業的高科技含量和生產大型成套設備能力，并對整個裝備制造業發揮強大的牽動作用，從而成為新的經濟增長點。
       隧道掘進機是沈重集團公司下半年即將投產的重大新產品，為進一步提高各系統各單位對生產制造掘進機重要意義的認識，普及新產品知識，沈重集團公司于今年7月，專門舉辦了隧道掘進機產品知識講座，沈重集團公司各單位各企業主要領導以及設計、工藝、采購、銷售等部門的項目負責人員共１２０余人參加了講座。
       作為沈陽地鐵項目成本的一部分，施工中用的盾構機將由沈陽重型集團生產，沈陽地鐵一號線需要盾構機直徑約為6.4米左右，每臺造價需要500萬美元，共需要7－8臺，共4000萬美元左右。另外合資公司已經接到兩條訂單，即為武漢生產長江工程使用的直徑為11.38米的兩臺盾構機，為青島生產直徑為6米多的一臺盾構機。
       大連重工•起重集團聯姻美國羅賓斯
       2005年2月28日，遼寧省撫順市大伙房水庫輸水工程全斷面隧道掘進機（TBM）交接儀式在大連重工•起重集團公司泉水基地第一制造事業部隆重舉行。該公司與美國羅賓斯合作制造的直徑8米的全斷面隧道掘進機勝利交工，結束了中國大直徑全斷面隧道掘進機直接從國外進口的歷史。這是中國實施與國外企業在重大裝備替代進口方面，進行戰略合作取得的又一個重大成果，承接國際重工產業轉移的能力顯著增強。大連市副市長祁玉民，美國羅賓斯公司總裁洛克•厚姆，集團公司董事長、總經理宋甲晶及其他貴賓共同為隧道掘進機順利交接剪彩。剪彩后，進行了刀盤運轉演示。隨著刀盤緩緩啟動，正常運轉，現場響起一片熱烈的掌聲，演示取得圓滿成功。
       大直徑全斷面隧道掘進機是裝備制造業的標志性產品。是當今世界上最先進的隧道掘進超大型專用設備。在中國日益重視開發利用地下空間的今天，具有十分廣闊的市場前景。國家發改委將全斷面隧道掘進機列為國家“十五”、“十一五”的重大研發項目。
       經過搬遷重組改造的大連重工•起重集團公司，建起了世界一流的廠房，購置了國內外一流的現代化裝備，建成了中國重機行業唯一的重大裝備臨海制造基地和核心零部件制造基地，生產能力成倍放大，已經成為大連市、遼寧省重大裝備制造業的支撐和代表，并在國家重大裝備制造業中占有重要位置。當今世界上唯一能獨立設計并提供隧道掘進機、后配套、出渣一體化系統的全方位設備供應商――美國羅賓斯公司，對該公司的能力、水平和發展態勢十分贊賞，認為該公司的資源配置完美，雙方建立戰略經營單位關系可以達到優勢互補，會有力促進雙方企業的發展。2004年7月，雙方簽署了戰略經營單位協議，共同進行遼寧省撫順大伙房輸水工程隧道掘進機的生產制造。
       宋甲晶還在交接儀式上表示，大連重工•起重集團將進一步加強與國內外知名公司的合作，大力引進、消化、吸收世界先進技術，為振興民族裝備制造業做出應有的貢獻。羅賓斯公司也表示要繼續發展同大連重工•起重集團戰略經營單位關系，長期友好合作。
       可以預見，中國企業通過與國外掌握先進技術企業合作生產盾構機，不僅大大降低了中國地鐵建設成本，而且中國在盾構機這一新的工程機械領域將加快制造技術的日臻成熟，未來的中國也許會成為面向亞洲市場的一個重要的盾構機生產基地。據有關人士預測，國際市場對TBM的年需求量為500臺左右。未來10年內，中國市場需求量約180臺。