隧道掘進機(tunnel boring machine),是用機械破碎巖石、出碴和支護實行連續作業的一種綜合設備。按掘進機在工作面上的切削過程,分為全斷面掘進機和部分斷面掘進機。按破碎巖石原理不同,又可分滾壓式(盤形滾刀)掘進機和銑切式掘進機。中國產品多為滾壓式全斷面掘進機,適于中硬巖至硬巖。銑切式掘進機適用于煤層及軟巖中。 對于全斷面隧道掘進機(Full-face Tunnel Boring Machine),包含盾構和TBM。一般來說,在歐洲,盾構也稱為TBM;但在日本和中國,習慣上將用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構,將用于巖石地層的隧道掘進機稱為TBM。全斷面隧道掘進機自20世紀50年代以來就已經在施工行業大量使用,如今已是在國內外普遍采用的一種具有高科技水平的隧洞施工機械。當隧洞長度過長時,用常規鉆爆法進行施工需要相當長的工期,隧道掘進機法則適合長隧洞施工的需要。國外實踐證明:當隧洞長度與直徑之比大于600m時,采用隧道掘進機進行對隧洞施工是經濟的。 隧道掘進機廣泛采用了監測、遙控、電子信息技術等對施工過程進行全面監控,使掘進全過程始終處于最佳狀態,與常規鉆爆法相比,其優越性主要體現在如下幾個方面:①掘進速度快;②工作效率高,實現了隧道掘進機開挖、出碴、襯砌、回填、灌漿等工序的循環作業;③施工安全,隧道掘進機施工作業始終在護盾的保護下有效地進行;④施工環境好,含塵空氣由凈化器除塵,;⑤成洞條件好,開挖面光滑平整,無超挖,對圍巖基本無擾動。但是如果選型、設計不當,則會影響隧道掘進機開挖隧洞的優越性,嚴重的甚至會影響到工程施工工期。因此,選用合適的隧道掘進機對隧洞的施工有著極其重要的意義。 掘進機械是工程機械中一類重要產品,主要應用于水平方向的隧道、巷道、管孔的機械化施工。其主要包括全斷面隧道掘進機(盾構機、硬巖掘進機、頂管機等),水平定向鉆,懸臂式巷道掘進機等產品,其主導產品是全斷面隧道掘進機,而“盾構機”則是中國對這類產品的通俗稱呼。目前,中國掘進機械行業的產業規模約在140億元人民幣。預計經過幾年的發展,可望達到200億元的規模,可基本滿足國內施工的需求,在國際市場上也開始占有了一定的地位。 主導產品市場規模全球居首 全斷面隧道掘進機是目前世界上先進的隧道專用施工機械,經過多年的技術發展,在20世紀50年代以后,達到技術成熟并大規模使用。目前據不完全統計,全球全斷面隧道掘進機已累計生產達7000多臺,保有量在4000臺左右。 全斷面隧道掘進機是集機械、電子、液壓、控制、信息技術于一體的復雜集成系統,工作環境特殊,對產品的穩定性、可靠性、適應性要求極高,因此在相當長的時間里,全斷面隧道掘進機的研發制造和使用,一直是我國制造業和施工企業的軟肋。實際上在本世紀初以前,我國全斷面隧道掘進機市場和技術,基本上被美、日、歐等發達國家的專業公司壟斷,主要有德國海瑞克、維爾特、美國羅賓斯、日本三菱重工、日立造船、小松、川崎重工、石川島等。