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行業(yè)觀察：中國全斷面掘進機制造猜想

Tag：掘進機  
倒退回十年，即便是一些資深的業(yè)內(nèi)人士，也不一定知道掘進機是個什么樣的產(chǎn)品。真正的全斷面掘進機出現(xiàn)在北京地鐵施工中也只是在本世紀(jì)初。根據(jù)中國重型機械工業(yè)協(xié)會最近統(tǒng)一規(guī)范，將軟質(zhì)土層施工設(shè)備盾構(gòu)機以及各類硬巖掘進施工設(shè)備統(tǒng)而稱之為掘進機。中國隧道施工單位因施工土質(zhì)的軟硬將其聯(lián)合稱之為盾構(gòu)/TBM(掘進機)。
但是，最近兩三年，廣泛用于隧道施工和城市地鐵建設(shè)的掘進機正以方興未艾之勢走進相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域。中鐵隧道集團的資料，開篇介紹，21世紀(jì)，我國已經(jīng)進入了地下空間開發(fā)的新時代。隨著國家基本建設(shè)的迅猛發(fā)展，隧道和地下工程的機械化施工已經(jīng)成為人們的焦點。尤其TBM與盾構(gòu)這種具有世界先進水平的，技術(shù)含量極高的設(shè)備以它獨特的魅力更是備受隧道施工部門的青睞。
市場有多大
經(jīng)過40年的發(fā)展，目前掘進機價格仍然較為昂貴，處于發(fā)展中國家使用不起，發(fā)達(dá)國家城市交通建設(shè)基本結(jié)束的狀態(tài)。而有了一定實力儲備的中國市場，成為當(dāng)今世界最大的掘進機消費需求地。
那么這一塊市場到底有多大？中國重型機械協(xié)會給出的數(shù)字如下：2020年前，全國地鐵、道路、涵洞、隧道、交通、發(fā)電、水利工程等總建設(shè)里程約在6000公里以上，每臺掘進機以平均壽命15公里、造價1000萬元人民幣計，市場價值約40億美元。這里包括了3米以下的小型及微型機,而大型機的平均造價一般認(rèn)為在4000萬~5000萬元人民幣。保守估計，中國市場每年大約需要30臺以上的掘進機。
國內(nèi)隧道施工專家認(rèn)為，中國已成為世界上地鐵施工領(lǐng)域中使用盾構(gòu)最多的國家之一。目前大陸地區(qū)共有24個城市正在進行城市軌道交通前期規(guī)劃、設(shè)計、籌備和建設(shè)等工作。據(jù)中鐵隧道公司的數(shù)據(jù)表明，"十一五"期間，全國至少要建設(shè)地鐵900~1200公里，約需盾構(gòu)機200多臺，目前國內(nèi)在用的盾構(gòu)約為100臺。加上調(diào)水工程、越江公路、城市管道以及鐵路工程等，各類掘進機需求超過500臺。
在這樣一個極具潛力的市場面前，雄踞世界技術(shù)前沿的外資公司，在國際市場日漸萎縮的形勢下，明顯加劇了進入中國市場的步伐與速度，除了在各類招標(biāo)會上的諸侯爭霸，也開始了中國制造本土化的比賽。同樣，稍具實力的中國重型機械制造企業(yè)也相繼將掘進機生產(chǎn)列入"十一五"發(fā)展規(guī)劃之中。
微型和超大型化是目前國際市場的明顯趨勢。據(jù)悉，直徑18米的機器正在國外研制，直徑200毫米的微型盾構(gòu)已在工程中得到應(yīng)用。業(yè)內(nèi)將工作斷面6米以上的機器稱之為大型盾構(gòu)機，其工作原理、技術(shù)含量、市場需求與3米以下小型機有著重大區(qū)別，是市場中的主流產(chǎn)品，未來需求集中。因此，也是這一產(chǎn)業(yè)的代表性產(chǎn)品，是制造廠家爭奪的焦點。中國工程院院士、隧道工程專家王夢恕認(rèn)為中國隧道建設(shè)需求最多的主流產(chǎn)品是雙向四車道、11~12米工作斷面的掘進機，地鐵建設(shè)方面最多的應(yīng)是6米左右。這是最為經(jīng)濟劃算的產(chǎn)品。目前國際市場上制造成功的最大直徑為14.8米，而且浪費工作量，所以一般不制作。
起步雖早差距不小
掘進機最早出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代，美國羅賓斯公司獲得了這一技術(shù)。稍后，中國第一臺掘進機出現(xiàn)。在此領(lǐng)域，中國企業(yè)曾經(jīng)與世界同行一道起步，并一度保持了同步發(fā)展。隨后，由于中國地鐵建設(shè)的遲緩，以及隨之而來的整個中國經(jīng)濟建設(shè)的滯后發(fā)展，讓中國相關(guān)領(lǐng)域與掘進機的謀面成為40年后的再聚首。
集機、電、液、光、計算機技術(shù)為一體的現(xiàn)代化大型工程技術(shù)裝備的掘進機，一直以來幾乎全部依賴進口，不僅使中國機電產(chǎn)品進出口貿(mào)易比例失衡，更直接導(dǎo)致了中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本的增加。實施國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化，既可以打破國外產(chǎn)品一統(tǒng)中國市場的局面，還可以促進和帶動相關(guān)的機電、液壓、材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強裝備制造業(yè)綜合實力。中國重型機械工業(yè)協(xié)會理事長汪建業(yè)認(rèn)為，中國企業(yè)是箭在弦上，不得不發(fā)。王夢恕更是直言認(rèn)為讓國外企業(yè)賺取了高額利潤，太過可惜。
中國建設(shè)機械總公司副總經(jīng)理靳建國觀點是，國產(chǎn)設(shè)備在設(shè)計能力上應(yīng)無大問題，重要的是產(chǎn)品制造如何盡快提高能力與水平。總體來看，國內(nèi)機械制造業(yè)近年來與國外企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備水平的差距在縮小，但工藝裝備水平不高，相比之下成套設(shè)備的經(jīng)驗不足是嚴(yán)重的缺點。施工單位建議，國內(nèi)首先應(yīng)提高工藝裝配水平，解決系統(tǒng)設(shè)計人才短缺的問題。
業(yè)界專家認(rèn)為，國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化的核心是實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的自主能力，有效地利用國內(nèi)外兩種資源和市場，實現(xiàn)國產(chǎn)機的最佳技術(shù)經(jīng)濟性。
遺憾的是到目前為止，國內(nèi)尚沒有形成真正的設(shè)計生產(chǎn)能力，上海隧道工程公司適應(yīng)砂質(zhì)土層研制的盾構(gòu)機可算是惟一擁有自主研發(fā)能力的產(chǎn)品，而大型掘進機，目前中國出產(chǎn)的多是拼裝產(chǎn)品。
調(diào)查顯示，國產(chǎn)掘進機普遍在于整機系統(tǒng)功能落后、地質(zhì)適應(yīng)性較差、關(guān)鍵部件壽命短等問題。同時，國產(chǎn)掘進機制造中，材質(zhì)包括大型軸承、液壓閥件檢測元件、刀具等關(guān)鍵件目前尚需大量進口，導(dǎo)致掘進機價格居高不下。
王夢恕認(rèn)為國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化是迫切而急需的，應(yīng)以工程為依托，以施工單位為主體，聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)的重型機械制造廠進行生產(chǎn)，對有能力的企業(yè)進行重點分工。汪建業(yè)說，掘進機是典型的特殊訂制、小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，它的研發(fā)、生產(chǎn)制造必須與工程項目緊密聯(lián)合在一起，而不應(yīng)以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作市場和用戶需求來制造產(chǎn)品。
建筑施工方顧慮難消
作為國內(nèi)隧道工程領(lǐng)域惟一的工程院院士，王夢恕提到，必須規(guī)范建設(shè)方的崇洋媚外行為，比如甲方要求買國外產(chǎn)品使得施工單位在投標(biāo)過程中只能與國外聯(lián)合，全部從國外進口設(shè)備。對此，國家有關(guān)部門應(yīng)給予規(guī)定。王夢恕舉例，鐵道部門近期在北京站-西客站間修一條用盾構(gòu)施工的地下線，直徑在11.6米左右，為了國產(chǎn)化已提前兩年投入資金讓施工單位進行盾構(gòu)方案技術(shù)研究。王院士指出，廣州、深圳、北京、南京等地地鐵施工，主要從工程進度、減少施工風(fēng)險出發(fā)，不愿用、也不敢用自己的產(chǎn)品。這是當(dāng)前影響國產(chǎn)化的最大阻力。起步雖早差距不小
掘進機最早出現(xiàn)于上世紀(jì)60年代，美國羅賓斯公司獲得了這一技術(shù)。稍后，中國第一臺掘進機出現(xiàn)。在此領(lǐng)域，中國企業(yè)曾經(jīng)與世界同行一道起步，并一度保持了同步發(fā)展。隨后，由于中國地鐵建設(shè)的遲緩，以及隨之而來的整個中國經(jīng)濟建設(shè)的滯后發(fā)展，讓中國相關(guān)領(lǐng)域與掘進機的謀面成為40年后的再聚首。
集機、電、液、光、計算機技術(shù)為一體的現(xiàn)代化大型工程技術(shù)裝備的掘進機，一直以來幾乎全部依賴進口，不僅使中國機電產(chǎn)品進出口貿(mào)易比例失衡，更直接導(dǎo)致了中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本的增加。實施國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化，既可以打破國外產(chǎn)品一統(tǒng)中國市場的局面，還可以促進和帶動相關(guān)的機電、液壓、材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強裝備制造業(yè)綜合實力。中國重型機械工業(yè)協(xié)會理事長汪建業(yè)認(rèn)為，中國企業(yè)是箭在弦上，不得不發(fā)。王夢恕更是直言認(rèn)為讓國外企業(yè)賺取了高額利潤，太過可惜。
中國建設(shè)機械總公司副總經(jīng)理靳建國觀點是，國產(chǎn)設(shè)備在設(shè)計能力上應(yīng)無大問題，重要的是產(chǎn)品制造如何盡快提高能力與水平�？傮w來看，國內(nèi)機械制造業(yè)近年來與國外企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備水平的差距在縮小，但工藝裝備水平不高，相比之下成套設(shè)備的經(jīng)驗不足是嚴(yán)重的缺點。施工單位建議，國內(nèi)首先應(yīng)提高工藝裝配水平，解決系統(tǒng)設(shè)計人才短缺的問題。
業(yè)界專家認(rèn)為，國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化的核心是實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的自主能力，有效地利用國內(nèi)外兩種資源和市場，實現(xiàn)國產(chǎn)機的最佳技術(shù)經(jīng)濟性。
遺憾的是到目前為止，國內(nèi)尚沒有形成真正的設(shè)計生產(chǎn)能力，上海隧道工程公司適應(yīng)砂質(zhì)土層研制的盾構(gòu)機可算是惟一擁有自主研發(fā)能力的產(chǎn)品，而大型掘進機，目前中國出產(chǎn)的多是拼裝產(chǎn)品。
調(diào)查顯示，國產(chǎn)掘進機普遍在于整機系統(tǒng)功能落后、地質(zhì)適應(yīng)性較差、關(guān)鍵部件壽命短等問題。同時，國產(chǎn)掘進機制造中，材質(zhì)包括大型軸承、液壓閥件檢測元件、刀具等關(guān)鍵件目前尚需大量進口，導(dǎo)致掘進機價格居高不下。
王夢恕認(rèn)為國產(chǎn)掘進機產(chǎn)業(yè)化是迫切而急需的，應(yīng)以工程為依托，以施工單位為主體，聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)的重型機械制造廠進行生產(chǎn)，對有能力的企業(yè)進行重點分工。汪建業(yè)說，掘進機是典型的特殊訂制、小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，它的研發(fā)、生產(chǎn)制造必須與工程項目緊密聯(lián)合在一起，而不應(yīng)以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作市場和用戶需求來制造產(chǎn)品。
中國企業(yè)如何破門
掘進機的技術(shù)發(fā)展一直在圍繞地層穩(wěn)定和地面沉降控制、自動化掘進和提高掘進速度、襯砌和隧道質(zhì)量三個要素進行改進和施工方法的革命。缺席數(shù)十年的中國制造業(yè)與國外產(chǎn)品相比存在著巨大的差距和困難，專家介紹，首先缺乏適應(yīng)不同地質(zhì)設(shè)計理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)指導(dǎo)，總體設(shè)計能力偏弱。第二，結(jié)構(gòu)設(shè)計形式單一，目前國內(nèi)還在研制單圓結(jié)構(gòu)，國外已有雙圓、三圓、球體盾構(gòu)等多種形式。第三，刀具及刀盤設(shè)計技術(shù)在地質(zhì)適應(yīng)性設(shè)計方面缺少完整的理論依據(jù)，經(jīng)驗數(shù)據(jù)和可靠的試驗數(shù)據(jù)。第四，關(guān)鍵配套件如大型軸承、液壓泵、馬達(dá)、液壓閥件等質(zhì)量穩(wěn)定性差，仍需進口。第五，需要解決地層穩(wěn)定控制檢測技術(shù)、液壓推進與導(dǎo)向技術(shù)。
國家對掘進機制造及產(chǎn)業(yè)化缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，急需建設(shè)有綜合實力的研發(fā)聯(lián)盟及產(chǎn)業(yè)化基地，是業(yè)內(nèi)人士的普遍觀點。一個現(xiàn)實的問題是，目前國內(nèi)制造力量分散，重復(fù)引進國外產(chǎn)品。多數(shù)企業(yè)采取了合作生產(chǎn)方式，核心技術(shù)仍掌握在國外制造商手中。由于掘進機占用資金量大、進入門檻較高，技術(shù)附加值突出、制造工藝復(fù)雜、維修服務(wù)成本大等特點，目前世界上也僅有十家左右生產(chǎn)企業(yè)存在。
王夢恕認(rèn)為，從制造業(yè)角度來看，中國現(xiàn)有企業(yè)完全有能力生產(chǎn)隧道掘進機，國內(nèi)目前也具備很好的設(shè)計能力。他表示，通過自主創(chuàng)新與技術(shù)引進相結(jié)合的方法，逐步發(fā)展完善，我國完全有可能在"十一五"規(guī)劃期間達(dá)到土壓設(shè)備平衡盾構(gòu)機系列主機設(shè)備國產(chǎn)化率80%，配套機械自制率達(dá)到90%以上，泥水盾構(gòu)和復(fù)合盾構(gòu)主機設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到70%~75%;實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破和系統(tǒng)集成，直徑6米機國產(chǎn)化率達(dá)到70%。
王院士同時解答了北京的施工單位對掘進機的一些片面認(rèn)識，比如日本所產(chǎn)設(shè)備價格低于目前國內(nèi)制造的說法，是站不住腳的。理論上說，6.3米左右的機型，中國國內(nèi)制造成本大約在100萬美元左右，加上進口零部件400萬美元，扣除關(guān)稅約在500萬美元，而有施工單位提出日本產(chǎn)價格不到400萬美元，加上進口關(guān)稅也就是400萬美元出頭，國產(chǎn)設(shè)備沒有性價比可言。專家指出，日本產(chǎn)品很多使用了二手設(shè)備，所以價格低，但其使用壽命也低，國內(nèi)用戶不應(yīng)貪圖便宜。王夢如說，施工單位不應(yīng)該肓目追求高檔、進口產(chǎn)品，有些施工項目用國產(chǎn)設(shè)備完全可以替代，以求降低成本。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于很多工程項目招投標(biāo)時不計成本，對國內(nèi)產(chǎn)品缺少信心，又不愿承擔(dān)責(zé)任和風(fēng)險，怕出問題不好交待。
由于掘進機價格昂貴，而且屬于易耗品，應(yīng)注重保養(yǎng)、使用、管理、維修，以延長壽命，提高效率。
在掘進機的制造上，企業(yè)加工理念十分重要，不僅僅要從功能上考慮，還應(yīng)該以工程項目為依托，注重施工工程需求。王夢恕認(rèn)為，特別是現(xiàn)階段不要過分追求高新產(chǎn)品。中國市場雖大，但沒有必要搞多家企業(yè)生產(chǎn)，有三家左右就可以了。王夢恕點評，河南洛陽的中信重機、遼寧大連的大起大重是目前最有條件的廠家。優(yōu)良的焊接技術(shù)、機加工水平，技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新能力，特別是近年來在消化吸收先進技術(shù)方面各有獨特的收獲與心得，效果明顯。同時，注重國際市場開拓，追求國際化運營模式和當(dāng)?shù)卣拇罅χС�，是上述兩家企業(yè)在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時，明顯優(yōu)勝的地方。汪建業(yè)介紹，當(dāng)年國內(nèi)掘進機制造沒有繼續(xù)與世界同行一起發(fā)展的原因，除了中國政治經(jīng)濟大環(huán)境外，還有幾點：開始干的時候大家都一哄而上，爭搶項目，一旦產(chǎn)品不過關(guān)就都不了了之了;業(yè)內(nèi)科研力量過于分散，分工不明確。中國工程機械工業(yè)協(xié)會名譽理事長楊紅旗認(rèn)為，應(yīng)避免一哄而上，特別在開始的時候，企業(yè)應(yīng)做好不能贏利的準(zhǔn)備，最后經(jīng)過市場實踐，逐步形成適應(yīng)市場的獨特技術(shù)風(fēng)格。
政府不能缺位
調(diào)查發(fā)現(xiàn)由于掘進機的高技術(shù)含量、動輒數(shù)千萬元的資金投入，在引進關(guān)鍵配套零部件時還要占用大量資金，以及售出后巨大的服務(wù)成本，都決定了它的準(zhǔn)入門檻較高，特別是在沒有具體訂貨合同時，產(chǎn)品研制所需資金應(yīng)由國家專項資金給予支持。由于中國投資體制不健全，在這樣一個需要相對較大資金投入的項目面前，單靠企業(yè)自身完成風(fēng)險極大，對大多數(shù)企業(yè)而言困難較多。
中國建設(shè)機械總公司副總經(jīng)理靳建國認(rèn)為，這樣一個國家重點工程建設(shè)項目，牽涉了機械裝備制造業(yè)附屬連帶多產(chǎn)業(yè)的重大背景下，其產(chǎn)品開發(fā)與研制、甚至市場投放，都應(yīng)有政府相關(guān)部門的支持。他舉例說，磁懸浮的研制就是國家有關(guān)部門投資建設(shè)的項目，掘進機制造在產(chǎn)業(yè)鏈上的影響同樣十分巨大，也應(yīng)由政府組織出面辦理協(xié)調(diào)，首先應(yīng)由一個部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)。專家們甚至直接提出，應(yīng)由國家發(fā)改委這樣的機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)配和落實專項資金用于研發(fā)，以加強針對性和使用效果。而不應(yīng)遍撒芝麻，最后不能集中力量。業(yè)界建議在產(chǎn)品的起步階段給予企業(yè)試制、試驗費用補貼，免征關(guān)鍵零部件進口關(guān)稅，享受新產(chǎn)品稅收優(yōu)惠政策，應(yīng)以對待首臺首套設(shè)備的政策來實施。
業(yè)界一致呼吁，在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化初期，因國內(nèi)制造條件所限，外協(xié)配套件如主軸承、電液控制系統(tǒng)、激光導(dǎo)控制系等必須進口，免征進口關(guān)稅國家應(yīng)在政策上給予支持。加大業(yè)主和施工單位對具有自主創(chuàng)新國產(chǎn)機的積極性與認(rèn)同，政策上加大支持力度，在標(biāo)準(zhǔn)的制定上以市場需求為本，統(tǒng)一規(guī)范。

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