(完整版)中国盾构技术与国外的七大差距
中国盾构和掘进机隧道技术现状-存在的问题及发展思路
中国盾构和掘进机隧道技术现状\存在的问题及发展思路摘要：掘进机在隧道工程中得到了越来越广泛的应用。
该文主要介绍了隧道掘进机的发展简史以及近半个世纪以来在我国的应用情况，同时，简要分析了隧道掘进机的未来发展趋势，以及在我国发展中存在的问题、有利条件以及应用前景。
关键词：盾构；掘进机；隧道技术；问题；发展引言盾构法施工已是一门比较成熟的地下工程施工技术。
我国盾构施工技术已取得了长足的进步，但与国外先进盾构技术相比，仍然存在一定差距，主要表现在关键部件的材质和耐久性方面。
因此，需要进行不懈的开发、创新和积累，以形成我国独立的机械制造、隧道设计和施工管理技术。
在这样的大背景下，为了更好、更经济、更安全地使用盾构、掘进机，为了使盾构、掘进机技术能更加适合我国的工程实际，有必要总结我国盾构、掘进机技术的现状，指出我国盾构、掘进机技术存在的问题，提出解决各种问题的办法和新思路，探讨今后盾构、掘进机技术的发展方向。
一、中国盾构、TBM隧道修建技术现状当今中国已是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。
盾构、TBM隧道施工法作为一种适用于现代隧道及地下工程建设的重要施工方法之一，将发挥重要作用。
不同形式的盾构所适应的地层范围不同，盾构选型总的原则是安全性、适应性第一，以确保盾构法施工的安全、可靠、经济、快速。
上海、广州及北京地区是我国盾构应用较多且较早的地区，这3个地区分别代表了我国3大区域的地层(3大典型地层)特征———软土地层、复合地层和砂卵石地层。
砂卵石地层适合采用土压盾构和开敞式盾构施工，如北京地铁、成都地铁、沈阳地铁等；软土地层适合采用土压盾构施工，如上海地铁、南京地铁、苏州地铁等；复合地层适合采用复合盾构施工，如广州地铁和深圳地铁等。
另外，黄土地层和膨胀土地层因最怕水加速地层变坏而适合采用无水土压盾构和开敞式无刀盘盾构施工，如西安地铁、合肥地铁；硬岩地层适合采用TBM掘进机施工。
当今国内外盾构隧道防水技术比较谈
当今国内外盾构隧道防水技术比较谈对于城市交通建设，隧道工程的建设成为极为重要的一环。
而盾构隧道作为一种新型的隧道建设方式，由于其施工快捷、效率高等特点越来越受到工程师的青睐。
但是随着要求越来越严格，隧道工程防水技术也越来越受到关注。
从国内外技术的应用来看，可以看到盾构隧道防水技术也正在不断地发展完善。
一、国内盾构隧道防水技术在国内，随着城市地下空间利用的加大，盾构隧道项目越来越多。
在盾构隧道防水技术方面，国内专家学者通过不断的工程实践和科研攻关，研制出一系列适应我国国情、具有自主知识产权的防水技术。
1、诱导钻孔注浆技术诱导钻孔注浆技术是我国盾构隧道主要的防水措施之一。
该技术的主要原理是在隧道挖掘过程中实行先导注浆，将注浆材料注入土体中间和周围，形成一个色带状的固结体，在隧道段挖掘时加强土体的固结性。
经实验，诱导钻孔注浆技术治理地下水位高，地下水流量大的地区隧道防水效果较好，而且技术简单，容易施工。
2、冷激光显色材料堵漏技术该技术适用于隧道在施工过程中出现的漏水现象，特别是在隧道内部无法改变施工工艺的情况下，该技术具有较高的应用性。
该技术通过采用冷激光加显色消除液，使堵漏材料在激光照射下产生颜色，并由此找到漏点来准确定位漏点的位置，有效解决了隧道漏水的问题。
二、国外盾构隧道防水技术国外盾构隧道防水技术得益于先进的科技水平和严格的标准要求，在生产实践中形成了多种不同的防水技术。
目前常见的防水技术主要包括以下几种：1、岩洞灌浆技术该技术是在盾构施工后，首先在隧道内部打孔，然后通过岩洞枪注浆进行填充孔洞。
这种技术虽然存在一定的缺陷，但在岩层变化较大的区域，其防水效果非常明显。
2、钻孔注浆技术与我国的诱导钻孔注浆技术类似，但在加强固结效果方面较为出色。
通过采用高压注浆器进行注浆，可以将材料注入到地下水下方，形成一个强度更高的水带圈，在防水效果和实施难度方面均具有不错的优点。
3、毛细管注浆技术毛细管注浆技术是近年来发展起来的新型防水技术，其防水效果在地下水位较高地区的胡须管道工程中被广泛应用。
国产盾构机怎么样？
国产盾构机怎么样？
迷彩虎军事为您回答。
说起来也真是让虎哥挺心酸的了，由于长期以来受制于国内技术水平的差距，国产盾构机在盾体高强度钢、主轴承产品等关键技术上经常受制于人。
因此很长时间国内陆下隧道工程作业的盾构掘进机的85%都必须依赖进口，而这其中很多都是来自欧洲和日本的地铁盾构机。
其中德国某品牌的盾构机更是一度占据着70%以上的国内市场，要知道每一台德国进口盾构机大概需要人民币5000万元，而相对廉价的日本盾构机也需要人民币3000万元以上。
而且花大价钱从国外进口的盾构机设计使用寿命也只有10到15公里，超过作业距离。
我们就只能花大价钱再买了。
不过在我国工程技术人员多年的攻关钻研下，目前我国已取得了用于制造直径达14.8米地铁盾构机的高强钢技术专利，相关产品并已成功交付多家客户使用。
2015年11月14日是一个值得纪念的日子，这天首台拥有完全自主知识产权的铁路国产大直径盾构机在长沙下线，从这天期我国的盾构机打破了国外近一个世纪的技术垄断。
这台大直径盾构机开挖直径可达8.8米，总长100米。
除了各项优异的性能指标，国产盾构机每台售价比进口德国、日本同类产品要便宜2000万元以上。
在性能相同的条件下，国产盾构机还比外国便宜2000多万，这是硬逼着外国人调整价格大减价，中国这台发达国家粉碎机又给世界人民做了一件大好事啊。
中外盾构隧道技术的差距之一(6)
• （3）规划待建(盾构法可能性最大)
内容 施工工期(月) 开工年 盾构直径(m) 盾构类型 管片厚度(m) 管片宽度(m) 衬砌类型 拼装型式 接缝防水 圆隧道长(m) 通风形式
打浦路 60 1965 10.22 网格式，土 箱运土 0.6 0.9 RC箱型，上 下拉杆 通缝拼装 环氧沥青为 主 1322 全横向
2.上海黄浦江越江公路盾构隧道
• （1）已经建成
打浦路隧道（单管2车道） 延安东路隧道北线南线（双管4车道） 大连路隧道（双管4车道）
• （2）正在建设
复兴东路隧道（双管双层6车道） 翔殷路隧道（双管4车道） 上中路隧道（双管双层8车道） 长江西路隧道 军工路隧道 新建路隧道 人民路隧道 龙耀路隧道
谢 谢！
三. 国内盾构及管片技术介绍
• 南京地铁1号线全长22.72km，其中有10.9km区间 隧道采用盾构法施工，盾构才用φ6.34m土压平衡 盾构。
三. 国内盾构及管片技术介绍
• 北京地铁5号线北新桥站～雍和宫站区间隧道近 688m作为盾构试验段工程，于2000年9月25日始 发推进。隧道外径6.0m，由6块管片组成，环宽 1.2m，管片厚0.3m，隧道施工选用德国海瑞克 公司的ф6.19m土压盾构。
四. 国内外的技术差距
3.国内盾构及管片技术特点
• 盾构机经历了：网格式挤压－土压平衡－泥水 平衡的历程； • 隧道截面形式：单圆、双圆、矩形； • 管片接缝经历了：直缝－错缝的过程； • 新型管片开始进入试验（预应力管片、钢纤维 混凝土管片） • 断面越来越大，上海上中路隧道直径14.87m， 为目前国内最大，拟建的崇明越江隧道的直径 15.4m，为世界之最；
四. 国内外的技术差距
4. 国内外的技术差距
盾构机产业技术及制造的发展现状
盾构机产业及制造技术的发展现状曾爱民目录一、盾构机技术的发展............................... 错误!未指定书签。
二、国外盾构机厂商介绍............................. 错误!未指定书签。
1.日本三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.）错误!未指定书签。
2.日本小松制作所（Komatsu Ltd.）................... 错误!未指定书签。
3.日本川崎重工（Kawasaki Heavy Industries, Ltd.）.. 错误!未指定书签。
4.德国海瑞克（Herrenknecht AG）.................... 错误!未指定书签。
5.美国罗宾斯公司（ROBBINS）........................ 错误!未指定书签。
6.加拿大罗浮特公司（LOVAT）........................ 错误!未指定书签。
7.德国维尔特Wirth法NFM集团....................... 错误!未指定书签。
三、盾构机在中国的发展............................. 错误!未指定书签。
➢国内盾构机生产企业介绍.......................... 错误!未指定书签。
1中国铁建重工集团有限公司.......................... 错误!未指定书签。
2中铁隧道装备制造有限公司.......................... 错误!未指定书签。
3中交天和机械设备制造有限公司...................... 错误!未指定书签。
4北方重工集团有限公司.............................. 错误!未指定书签。
5福建中铁乾达装备制造有限公司...................... 错误!未指定书签。
浅谈国内外盾构法施工的发展及其趋势
浅谈国内外盾构法施工的发展及其趋势摘要：本文介绍了盾构法施工国内外研究现状，及存在的问题。
关键词：盾构法施工;发展;趋势;问题一、盾构法施工----实测数据回归法实测数据回归是指通过对现场收集资料的回归与分析，用数理统计法从所得数值中回归出预测沉降的数学表达式。
1956年，两位英国教授Skempton最早就这一问题进行书面论述。
他们提出一个衡量建筑物危险程度的临界指标，“角变扭曲度”（即δ/L，其中δ表示地面局部沉降量，L表示减去倾斜影响后的建筑物长度）[9]。
保证建筑物安全的角变扭曲度应小于1/1000。
1969年，美国R.B.Peck通过对隧道地表沉降的实测数据分析，提出了地表沉降曲线近似于概率论中正态分布曲线，认为施工引起的地表沉降是在不排水的条件下由地层损失所引起，地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积[10]。
并提出地面沉降横向分布估算的公式为：式中：—距隧道中心距离为处的地面沉降量（m)；—沉降槽体积，也称地层损失量（推进每米)；—隧道中心处的最大沉降量（m)；—曲线反弯点的横坐标（m) ，亦称沉降槽宽度系数。
在墨西哥举行的国际土力学地基基础会议上，R.B.Peck作了著名的“State-of-the-Art Report”报告，对17例隧道工程进行了研究[11]。
此外R.B.Peck 还介绍了加有气压情况下开挖面稳定条件，开挖面到达之前发生的地面沉降的实例等。
1977年，半谷在东京举行的第九届国际土力学和地基基础会议的论文集内，整理了适用于地铁的25件关于盾构隧道的58例实测数据，给出了地表最大沉降量和地层条件的关系[12]。
如表1-1所示：表1-1地表最大沉降量和地层条件的关系英国是世界上最早修建地下铁道的国家，对地铁等城市隧道施工地表沉降问题研究较多。
它们的大部分工作是由TRRL (Transport and Road Research Laboratory）所进行的。
Clough & Schmidt (1974）在其关于粘土隧道工程的著作中，提出了饱和含水塑性粘土中的地面沉降槽宽度系数i由如下公式求取[13]：式中：Z ― 地面至隧道中心深度（m)R ― 隧道半径（m）。
盾构机产业技术及制造的发展现状
盾构机产业技术及制造的发展现状盾构机是一种用于修建地下隧道的机械设备，它广泛应用于地铁、高速公路等基础设施建设领域。
随着城市化进程的加快和交通运输需求的增大，盾构机产业技术和制造也在快速发展。
首先，在盾构机产业技术方面，目前主要的发展趋势有以下几点：1. 自动化技术的应用：随着科技的发展，盾构机在施工过程中逐渐引入自动化技术，如自动导向、自动控制等。
这些技术的应用可以提高盾构机的工作效率，降低人为错误的发生，从而保证施工质量。
2. 多功能盾构机的研发：现代盾构机不仅仅是修建地下隧道的设备，还可以在施工过程中完成其他功能的工作，如处理地下水、注浆充填等。
多功能盾构机的研发可以大大提高施工效率，减少设备的使用成本。
3. 高性能工具的创新：高性能工具对于盾构机的施工效率和质量起着至关重要的作用。
近年来，随着新材料和新工艺的不断发展，高性能工具也在不断创新，如刀头、推进器等。
这些创新可以使盾构机在施工过程中更加高效和稳定。
在盾构机的制造方面，也有一些发展现状需要关注：1. 生产技术的提升：盾构机的制造需要高度的技术水平和自动化生产线的支持。
目前，一些国内盾构机制造企业在生产技术方面已经取得了一定的突破，但与国外一些厂家相比，仍存在一定的差距。
因此，盾构机制造企业需要进一步提升生产技术水平，降低生产成本，提高产品质量。
2. 研发能力的加强：随着市场需求的不断增加，盾构机制造企业需要加强研发能力，开展创新研究，推出更具竞争力的产品。
同时，也需要与科研机构和高等院校进行合作，共同开展科研项目，促进行业的协同发展。
3. 国际市场拓展：盾构机制造企业应积极参与国际市场竞争，寻找海外项目机会，拓展海外市场。
同时，应关注国际市场需求和标准，加快技术创新和产品升级，提高产品的竞争力。
总体而言，盾构机产业技术和制造在不断发展壮大。
随着技术的进步和市场需求的增加，我们可以预见，盾构机产业将会迎来更为广阔的发展前景。
中国盾构和掘进机隧道技术现状_存在的问题及发展思路_王梦恕
道主要集中在长江三角地区、 珠三角地区、 环渤海地 、 ， （ 区 长江流域等 如武汉长江公路隧道 长江第一隧 ） 、 南京长江公路隧道、 杭州庆春路市政公路隧道 （ 钱江 第一隧） 、 广深港高铁 狮 子 洋 隧 道、 重庆排水长江隧 道。武汉长江公路隧道和向 4 车道， 盾构直径 11 m 多， 总 投资约 20 亿元； 而南京长江公路隧道为双向 6 车道， 盾构直径近 15 m， 长约 3 km， 总投资达 44 亿元； 狮子 洋隧道盾构直径 10． 8 m， 长 10． 8 km， 总投资 33 亿元； 重庆排水长江隧道盾构外径为 6． 32 m， 长约 1 km， 总 投资仅 1 亿元。 可见， 盾构直径 ≤12 m 相对经济、 安 全， 且施工风险小； 盾构直径过大， 其成本和安全风险 会成倍增加。因此， 规划中的琼州海峡海底隧道将采 用 12 台直径为 10 m 左右的盾构施工， 渤海湾海峡海 底隧道将采用 15 台直径为 10 m 左右的 TBM + 钻爆法 施工。 1． 2 TBM 隧道技术现状 城市地铁盾构、 2013 9 截至 年 月， 我国获得国家批准建设轨道交
收稿日期： 2014 － 02 － 10 作者简介： 王梦恕（ 1938 —） ， 中国工程院院士， 隧道及地下工程专家。 男， 河南温县人，
180
隧道建设
第 34 卷
Key words： TBM / shield； underwater shieldbored tunnel； shieldbored urban Metro tunnel； mountaincrossing tunnel； shield TBM； EPB shield； open shield； extruded concrete lining ； shield launching from ventilation shaft ； “pilot bore + enlarging by drill and blast”
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中国盾构技术与国外的七大差距
1、地层稳定和地面沉降控制技术由于环境保护和地面设施的制约，对隧道施工的施工质量和环境保护要求越来越高，地面沉降控制成了衡量现代盾构技术水平的关键技术之
一。
现代盾构控制地面沉降和减少对土体扰动的最基本和有效的方法是采用泥水平衡和土压平衡（包括加压，加泥水、泡末和其他
土质改性剂）技术。
我国现有的平衡式盾构都是通过预先设定土仓内压力值以达到稳定地层的目的，在施工工程中根据地表沉降情
况再进行调整，是一种“滞后式”的土压纠正。
由于开挖面上土层的原始应力比较复杂，这种预先设定与滞后调整的结果会使机头
处的地面隆起或塌陷，所以地层稳定和地表沉降控制的效果在很大程度上取决于施工人员的经验，施工质量难以保证。
国外先进的
平衡式盾构，在土仓内都设置先进的土压传感器，配备实时反馈及调整的机、电、液与计算机控制系统，在通常情况下都能很好地
保证地层稳定的效果。
这是国内外盾构技术所存在的主要差距。
2 、结构设计技术我国目前研制的盾构掘进机都是单体形式的，
盾体是一个刚体，断面尺寸越大在运动方面限制也就越严格，给隧道的弯道设计和施工造成困难。
另外，由于盾构断面全为一孔，
所以即使建造距离很近的（1~5m）复线隧道，也必须分上行与下行
两线进行独立施工，给地面设施拥挤的城市隧道的设计带来困难，分别施工的两隧道的相互干扰也给施工带来不利影响。
国外盾构掘进机已出现可折曲的盾体和多体等形式解决曲率半径小的弯道
施工和复线隧道的一次施工等问题。
可以把盾体分成两到三截，转弯灵活；截面有眼镜形、三圆形、拱形、H＆V等多种形式。
国外先进盾构除了转弯半径与爬坡方面的限制较小外，像H＆V型盾构，在掘进过程中，可作水平与竖向的灵活转动，形成空间
相对位置多样的隧道。
3、刀盘刀具设计技术从现有的盾构看，国内已经掌握基本的全断面切割刀盘技术，通常是在盾构机头
部安装一个整体转动的圆盘，在上面布置若干刀头包括超挖刀头，转动方向固定，只能切割规则空间。
在刀头刀盘的组合与刀头
刀盘的运动分解上，缺少变化，在某些情况下，给盾构掘进机的转弯和爬坡等造成一定的麻烦。
国外盾构出现了能有多种切割方向，
可以伴随盾构机体位的改变而作相应调整的刀盘；并且实现了通过盾构掘进机刀具的切割方向和刀盘的分解组合生成多种异形空间
（如矩形，椭圆形，眼镜形，扩大形等等）。
另外，国内对刀具、刀盘的岩土适应性设计方面缺少完整的理论依据、系统的经验
数据和可靠的实验装备
，在刀具的可靠性和寿命方面存在一定的差
距。
4、液压推进与导向技术国内盾构所用土压探测与传感
装置基本依赖进口，根据地表变形和运动轨迹进行实时反馈控制也基本没有应用。
国外先进的盾构施工通常在开挖面与盾构周边
必要的位置布置有各种监控点，采集盾构运行状态、土压和地层扰动等多种信号，这些信号和地表沉降信号一起输送给信号处理
计算机，计算机分析这些数据后,发送液压系统控制信号，实现对盾构推进和导向的自动控制，基本可以实现无人化的精确操作。
上海地铁1号线使用的法国盾构及延安东路复线隧道使用的日本盾构，都有先进的计算机信息处理与控制系统，既减少了人员劳动
强度，又增加盾构机的工作效率与施工精度，通过实时数据分析处理、快速反馈、工程状态显示、实时控制，方便现场人员实时
决策，达到信息化施工。
5、衬砌技术目前国内盾构都是采用管片拼装系统将砼管片拼装成隧道衬砌，管片拼装系统由中心支撑
回转机构、径向和水平移动液压缸等组成，虽然实现了管片移动的机械化，但是管片的对中、就位、拼装等基本还是靠人工作业，
管片的拼装往往占用大量宝贵的掘进作业时间，直接影响施工进度和质量。
日本已研制成功全自动化拼装系统，包括砼管片的
输送、拼装机钳住管片、管片就位、管片接头螺栓的自动穿孔和拧紧等工序的自动化。
目前欧洲和日本开始采用ECL（
挤压混凝土衬砌施工法）技术代替传统的管片衬砌系统，在施工成本和衬砌质量方面都取得了良好的效果，这项技术在国内
还没有应用。
6、防水和同步注浆技术我国现有的盾构施工隧道管
片衬砌中，主要采用环向与纵向膨胀橡胶防水，与国外相比，
还没有发展采用土工防水布等技术。
同步注浆技术是控制地层变形、地面沉降的重要措施，其关键是随着盾构的推进及时充分地充
填盾壳外径与隧道衬砌外径之间的建筑空隙。
目前有两种同步注浆系统：单液注浆和双液注浆系统。
单液注浆系统较简单，但是
浆液的性能要求较高很难配制合适的浆液。
双液注浆由二套贮浆桶和注浆泵等组成，在出口处二管交叉喷出盾尾，即时硬化充填
空隙，避免了单液注浆如果浆液凝结过快堵塞注浆系统并使充填不充分，凝结过慢又使隧道轴线变形和地面产生额外的沉降两难
局面。
单液同步注浆系统在国内已经研制成功，但是双液注浆系统和浆液仍然依赖进口。
7、系统集成技术英、德、日、法、美
等国，在长期的从实践到理论，再从理论到实践的反复探索过程中，形成了一套针对本国隧道地质条件的盾构设备设计理
论、
模拟试验方法和系统的经验数据，包括掘进机刀盘形式、刀具选型和布置、出土形式等；同时也逐渐形成了安装和调试的系统技术。
几乎能针对所有的施工隧道地质条件设计、制造适用的盾构。
这些国家还在进一步研制适用范围更广、开挖深度更深、技术自由度更大的技术。
尤其是日本，依赖于盾构技术的发展，除了目前能用盾构开发出各种
异形空间外，还提出大深度开发地下空间的种种构想，包括建造地下城市，深度常常达到地下百米以上。
我国目前尚没有适合国情的适应性设计理论的指导，也没有系统的设计经验数据，系统的安装、调试技术也未完全掌握，所以国产盾构存在性能不稳定的现象，主要表现在：土层地质条件的适应能力差、地层扰动和地表沉降难以控制、可靠性低、自动化程度低。