我国全断面隧道掘进机重大技术装备自主化纪实

在党和国家的正确领导下，经历几代人的艰苦努力，我国装备制造业，从无到有，从小到大，从单机到成套，书写了波澜壮阔的伟大诗篇，取得了举世瞩目的非凡成就。原国务院重大技术装备办公室副主任、中国工程机械协会掘进机分会顾问董必钦特撰文，全面专题论述我国全断面隧道掘进设备的发展历程、模式、现状和展望，本刊将分2期刊发，以餮读者。

我国全断面隧道掘进机重大技术装备自主化纪实

原国务院重大技术装备办公室副主任 中国工程机械协会掘进机分会顾问 董必钦

人们常说，二十一世纪是地下空间的世纪，有效开发利用地下资源，拓展人类生存、生产环境，已成为当今世界的重要发展方向。进入新世纪以来，随着我国经济社会的快速发展，我国地下工程掀起了采用盾构法隧道施工的高潮。回忆上世纪，我国也有不少企业，对盾构隧道施工进行过尝试与应用，但成功者甚少，国内市场大部分被美国、德国和日本等国外企业的产品所垄断，他们在中国市场的占有率高达90%以上。据RODNEY CRAIG报道 ：1999年至2006年中国从国外七个企业进口的全断面掘进机总计达138台,其中:美国12台、德国57台、日本69台。

我国科技界的前辈钱伟长先生曾写信给时任国家领导人胡锦涛同志，建议“国家应研制和使用中国盾构，改变进口盾构一统天下的局面”。胡锦涛同志亲自批示，要求科技部和城市建设部提出具体落实意见。时任科技部高新产业司司长石定寰同志、城市建设部科技司领导均为此征求过我的意见。城市建设部还指派汪又兰副处长专程陪同我赴上海隧道工程公司进行实地考察与调研。2002年3月在全国政协五届五次会议上，由钱七虎院士联合十位政协委员递交了《在中国推广应用隧道掘进机》的倡议书。2002年5月，我应《建设机械》杂志的邀请，在其“TBM”专刊上撰写了《加速发展我国全断面隧道掘进设备的思考》一文，就盾构机在我国应用与发展的市场、需求、特点及对策与建议发表了见解。

国家利益 呼唤国产盾构

1999年，我从国务院三建委办公室离职退休后，即参与了国家经贸委组织编制《十五”国家重大技术装备研制发展规划》。根据时任国家领导江泽民同志的相关指示精神，依托南水北调西线工程未来的需求，将硬岩全断面隧道掘进机纳入国家“十五”重大技术装备研制计划。2003年，水利部利用辽宁省大伙房输水渠道施工急需采购三台“TBM”的机遇，采用“引进技术，合作生产”的模式招标采购，美国罗宾斯公司中标两台，与大连重工起重集团合作生产，德国维尔特公司中一台标，与北方重工合作生产，项目开启了我国全断面隧道掘进机生产的先河，也得到了时任辽宁省领导的支持。随后，科技部根据国家领导的指示和科技发展的需求，将我国全断面隧道掘进机的研制纳入国家“863”专项，从此，国内多家企业从产品设计、制造、施工等方面开展工作。国家还采取了设立专项基金，建立自主创新基地和实验中心等战略举措，有效推进了我国全断面隧道掘进机产业的发展。

2006年，国务院发布《关于加快振兴装备制造业的若干意见》(国发[2006]8号)文件，旨在选择主要目标，实现重点突破，列出了十六项重大技术装备，其中第十项为“为满足铁路、水利、水电工程、城市轨道交通等建设项目的需要，加快全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”。财政部自2007年1月1日起对国内企业为开发、制造大型全断面隧道掘进机而进口的部分关键零部件所缴纳的进口关税和进口环节增值税实行先征后退，所退税款作为国家投资处理，转为国家资本金，主要用于企业新产品的研制生产以及自主创新能力建设，大型全断面隧道掘进机行业迎来黄金发展机遇。

发展中创新 创新中跨越

忆往昔，平地而起；看今朝，绩效屹立。2010年底，我应《轨道交通》杂志社时任主编邓艳的邀请，为该杂志2011年1月刊撰写刊首语，题目为《以我为主，装备中国，走向世界——全力推进国产盾构机的自主化》；2011年4月应工信部装备工业司张相木司长提议，2011年4月，在 《国家重大技术装备》(第七期)简报上刊登了我的文章《装备中国，走向世界——全力推进国产盾构机发展》，文章的观点获得工信部领导的认同与支持。

2010年9月，沈阳北方重工召开了关于盾构机行业发展的首次会议，国内相关企业和中国工程机械协会、中国重型机械协会参加了会议，工信部委派韩行同志到会指导。通过与会代表的相互交流和讨论，一致支持且同意成立全国全断面隧道掘进机行业组织，会后工信部正式下文由中国工程机械协会负责筹备。2011年7月，郑州中铁装备召开第二次筹备会，2012年7月，上海召开中国工程机械协会掘进机械分会的成立大会，参加会议的单位总计46家。俞琚同志在会上介绍了分会筹建工作情况，通过了协会章程、工作条例、会费标准和管理办法，选举并产生了首届分会理事会。我应邀在成立大会上做了专题发言《创新驱动，有序发展，装备中国，走向世界》。2013年12月，长沙铁建重工承办了中国工程机械协会掘进机分会首届年会，俞琚会长做了“我国掘进机行业的现状和发展”专题报告，宋振华副会长做了分会2013年工作报告。

三年来，我国全断面隧道掘进机械产业总的发展态势是好的，掘进机械分会做了许多工作，取得了较好的成效，我为此深感欣慰。我国几个大型机械制造企业自主创新、奋勇向前的拼搏精神，更是令人敬佩，据分会统计2011—2013年我国国内盾构机制造企业生产掘进机总量在国内市场的占有率已达到70%左右(参见左表)，基本实现了“装备中国，走向世界”的愿景。

现状与展望

我国全断面隧道掘进机的发展可追溯到上世纪，但真正进入战略发展期应该是从2000年以后。随着我国经济和社会的快速发展，实施改革和对外开放的方针，在我国城市地铁大规模建设和其它隧道工程施工的巨大需求拉动下，国外各大制造商,强势进入中国市场，通过输出技术，寻求中国合作伙伴，占据了国内大部分市场。在国家相关部门和省、市政府的支持和指导下，认识到全断面隧道掘进机在国家许多重大工程建设中的重要性和其巨大的市场潜力。结合企业的结构调整，转型升级，兼并重组，一批全断面隧道掘进机的专业制造与施工企业脱颖而出。据不完全统计，境内掘进机制造企业超过40家，其中全断面掘进机制造企业近30家，有些已具备自主研发能力、较大生产规模和较强市场竞争力，并开始进入国际市场。据分会统计：目前，我国掘进机全行业年销售规模达到165—175亿元，约占中国工程机械总销售量额的3%。与国外的专业企业相比，我国的企业仍有一定的差距，存在管理体制、产品结构、科技发展投入、市场竞争体系、产品质量与服务、关键配套件依赖进口等诸多问题。

全断面掘进机械的市场应包括：水利、水电工程、城市地铁隧道、海底隧道、铁路、公路建设、国防工程以及市政管网建设等领域。预计我国未来五年至十年内，秉承党的十八大提出的“四化协同”、“五位一体”的发展理念，国内市场需求巨大，前景令人向往。

链接

总结与回顾发展历程与经验，是为了更好地建设现在和开辟未来。从我国全断面隧道掘进机的发展模式，可主要归纳为四种形式：

(一)自主创新型

上海隧道工程公司是我国最早从事软土隧道施工的专业公司。它集研发、设计、制造、使用、销售、服务于一体的综合型企业。早在上世纪60年代就依靠自身力量，用实际行动打破外国专家“在上海不能建隧道”、“在上海挖掘隧道就像在豆腐里打洞”的定论。他们成功使用国产盾构机完成了中国第一条越江公路隧道。上世纪80年代成功研制我国第一台Φ4.5m加泥式土压平衡盾构机，并于1990年荣获国家科技进步一等奖。进入二十一世纪，2002年，科技部将该公司上海地铁盾构机研制工作纳入“十五”863计划。2004年9月，具有完全自主知识产权的国产地铁盾构机“先行号”成功下线；2005年，投入施工运行先后创日推进38.4m和月推进566.4m的最高纪录，并荣获发明专利4项，实用新型专利2项，价格仅为进口同类盾构机的2/3；获上海市2006年科技进步一等奖。上海隧道工程公司根据上海市(2006--2010年)新建城市轨道交通6条先行号矩形顶管机(14.4×7.5m )线，总里程达406km，约需盾构机86台，其中需新添购40台的有利机遇。在上海市政府有关部门的有力支持下，采取多项举措，在2006年生产了22台，有效地推进了国产盾构机的产业化和国产化。近十多年以来，该公司至今已累计生产了各类掘进机械，产品覆盖(Φ3m-Ф11m)，总计达199台，其中144台拥有完全的自主知识产权，应用于国内十多个城市；还出口到新加坡6台(Ф6.67m土压平衡盾构机)，出口印度3台(Ф6.68m土压平衡盾构机)。

(二)合作创新型

沈阳北方重工是在巩固优势产品的基础上，以市场需求为导向，融聚国家战略重点，依托辽宁大伙房输水工程，在水利部的支持下，纳入国家南水北调西线工程重大技术装备研发计划，于2003年起步进入全断面硬岩隧道掘进机的研发。与此同时，还有大连重工起重集团，他们有着共同的特点，过去主要从事重型机械行业的产品，对大型全断面隧道掘进机这类施工机械的设计、制造、成套等方面缺乏资源。为此，北方重工充分利用改革开放的有利条件，以市场换技术，走合资合作的创新道路。2005年2月，北方重工与德国维尔特、法国NFM成立合资合作公司。根据当时的整体形势，为了尽快掌握该产品的设计与制造技术，实现转型升级，北方重工车间北方重工引洮工程TBM高起点，全方位，进入全断面掘进机领域。他们始终坚持三个为主的方针：第一，坚持合资合作公司必须北方重工控股；第二，坚持中国市场项目的投标主体必须是北方重工；第三，坚持中国境内的全断面隧道掘进机的设计与制造，尽最大可能安排在北方重工，外国合资企业在设计与制造技术应无偿转让，互利双赢。通过这种发展方式，北方重工在掘进机产业得到了较快较好的发展。2006年6月，北方重工击败多家国外竞争对手，一举独揽6台大型水泥平衡盾构机，开创了国内企业在国际竞标采购的历史先河。2007年，北方重工在国家振兴东北办的支持与指导下，并购了法国NFM技术公司，成为跨国经营企业。截止2014年，该公司基本上覆盖了全断面隧道掘进机的两大类5个系列的所有领域，总计生产出86台,出口26台，国内市场60台；其中，TBM18台，土压平衡盾构43台，泥水平衡盾构21台；拥有12项专利技术，其中发明专利7项。大连重工施工现场(Ф8m TBM)大连重工起重集团从2005年起通过与德国海瑞克、美国罗宾斯公司合作，先后为天津地铁工程、辽宁大伙房引水工程承制了Ф6.39m盾构机和Ф8mTBM掘进机。通过聘请国外专家，加大对装备设计、制造人才的培训，加强企业的技术改造，积累了较为丰富的设计与制造经验。至今已自主设计、生产盾构机6台，合作生产TBM2台，获发明专利6项，成为我国这类装备制造实力较强的研发、生产基地。

(三)转型创新型

中铁装备和铁建重工均地处我国中部，是我国两大全断面隧道掘进机械制造的后起之秀，都具有从事轨道交通项目的施工经历和使用掘进机进行隧道施工的丰富经验，熟悉施工工法。随着我国经济的快速发展，时至今日，他们进入了国内盾构机行业的市场前列。中铁装备作为隧道施工的第一代中铁装备人，从2000年起，凭借深厚的施工技术积淀，依托国家科研创新平台，攻坚克难，出色地完成了5项国家“863”科研项目。2009年，中铁股份有限公司组建了中铁装备集团公司，拉开了隧道掘进盾构机的自主化和产业化的序幕，得到科技部国家“863”、“973”项目的大力支持。随着市场拓展和技术能力的提升，2013年11月，中铁装备成功收购了德国维尔特硬岩掘进机和竖井钻机相关业务，成为世界上能够独立生产TBM并具有知识产权的企业之一。中铁装备始终坚持“盾构产业化，一主多元化”的发展道路；坚持将创新、创造作为发展主要手段，不断进行技术创新、理念创新、模式创新、管理创新；全面推行6S管理；坚持“人品、产品、企品”三品合一的品牌价值观；坚持“专业制造、专业服务”。从2008年至2014年底，公司先后生产各类盾构机和TBM共计206台，其中出口2台，为国内26个城市地铁提供隧道施工装备，先后获发明专利13项，实用新型专利120项，国内市场占有率连续三年名列第一。2014年5月10日，习近平总书记视察中铁装备集团，对该企业坚持自主创新给予高度评价，提出了三个转变，中国制造向中国创造，中国速度向中国质量，中国产品向中国品牌的指示，给全体职工巨大鼓舞，决心为振兴民族工业，创造民族盾构品牌而努力奋斗。铁建重工中国铁建重工集团有限公司(简称“铁建重工”)的前身是中铁轨道系统集团，充分利用其母公司中国铁建长期积累的施工技术和施工经验，以原始创新、集成创新、协同创新及持续创新的自主创新模式，从2008年8月进入全断面隧道掘进机行业。铁建重工拥有国家级企业技术中心，2013年中国工程机械制造商30强第16位。铁建重工以“世界一流，国内领先”为发展目标，先后承担和参与了10 余项十二五国家“863”计划、国家科技支撑计划。具有自主知识产权的土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机、全断面硬岩隧道掘进机(TBM)等系列产品已经实现批量用于国内外重大工程，截止2014年底，订单数超过150台(出口订单5台)，其中土压平衡盾构机约占80%。2013年，全球首创研发出双模式煤矿斜井TBM，并用于神华新街台格庙矿区，2014年，成功牵头研制我国首台大直径敞开式TBM并用于吉林中部城市引松供水工程。

(四)招商引资型

随着我国经济社会的发展需求和对外开放步伐的加快与持续，许多地方政府结合城市地铁建设的需求和促进地区经济较快增长，实施招商引资；而世界知名掘进机制造企业纷纷作出决策，强势进入中国市场，有效地推进我国全断面隧道掘进机产业发展，其中，德国海瑞克、美国罗宾斯、日本小松等，其中德国海瑞克绩效最突出，2002年，在广州和成都建立独资公司，2003年，在广州与广重厂建立合资公司，前者2003年至2013年销售了134台(其中出口24台)，后者2003年至2013年销售了160台(其中出口50台)。

责任编辑：Eason