全球每10台盾构机里,大约有7台来自中国。单看这个数字可能没什么感觉,可要知道,二十多年前,中国修地铁、挖隧道还严重依赖进口盾构机,一台设备就敢卖到3亿元,出了故障还得等国外工程师过来维修。

如今再回头看,中国盾构能占到全球七成,这个变化确实值得好好说说,盾构机到底是干什么的?简单讲,它就是专门负责地下隧道施工的大型成套装备。
前面的巨大刀盘负责破碎土层和岩石,设备向前推进的过程中,还要同步完成出渣、支护、密封、管片拼装、姿态控制等工作。城市地铁、跨江隧道、海底隧道,包括很多大型铁路和水利工程,都离不开这种设备。
以前最让国内施工企业头疼的,不光是进口价格高,更麻烦的是设备买回来了,很多核心技术和维修服务依然掌握在别人手里。盾构机一旦出现故障,国内人员解决不了,就只能等国外厂家派工程师。对方什么时候来、维修需要多少钱,国内项目很难掌握主动权。大型隧道一天不能正常施工,人员、设备和项目资金照样都在消耗,所以这种依赖带来的成本远远不只是一台机器的钱。

中国盾构真正发展起来,靠的也不只是把设备国产化。盾构和普通机械设备有一个很大的区别,它面对的施工环境一直在变化。可能前几十米还是软土,再往前就进入硬岩;这一段地下水压力不高,过一段距离可能就是高水压地层。刀盘扭矩、推进速度、土仓压力、刀具磨损、姿态控制和管片拼装参数,都得根据地下条件不断调整。
也就是说,一台盾构机从工厂生产出来,只完成了一部分工作,真正的性能还要放进实际工程里检验。每推进一米,施工单位都会获得一批数据。用了多少推力,刀盘扭矩发生了什么变化,什么时候需要换刀,什么参数能够控制沉降,遇到高水压怎么调整,这些经验不是坐在办公室里一次算出来的,而是在项目中不断积累出来的。

这恰恰成了中国盾构发展很快的一个重要条件。中国城市轨道交通、铁路、公路、水利水电、跨江跨海工程数量大,地质环境又非常复杂,设备长期处在不同工程条件下运行。项目越多,遇到的问题越多,能积累下来的真实施工数据也越丰富。
现在正在施工的金塘海底隧道,就是一个很典型的例子。这条隧道全长16.18公里,其中盾构段达到11.21公里,也是世界最长海底高铁隧道。8月31日,《科技日报》披露最新进展,“永州号”盾构机在宁波侧累计掘进已经突破4000米,距离海中对接点不足1000米。

这项工程采用两台超大直径盾构机,分别从宁波和舟山两侧相向掘进,最终需要在海底实现精准对接。施工过程中还要同时面对深埋、高水压以及软硬地层反复变化等情况,对刀具、密封、姿态控制、掘进参数和设备可靠性都有很高要求。就在前几天举行的首届大盾构峰会上,相关创新平台又集中发布了8项突破性成果。
这些工程数据现在已经不再只是留在单个项目里,而是在逐渐进入新的装备研发体系。2026年发布的大盾构支架系统就是一个代表。该系统由西南交通大学联合中铁十四局、中国铁建重工,经过十余年持续迭代和协同攻关完成,汇集了中铁十四局200公里大盾构工程掘进数据,其中包含穿江、穿河、穿湖、穿海、穿城等复杂地质条件,目前还在金塘海底隧道继续进行在线训练和测试。

这里面的逻辑其实并不复杂。施工单位负责积累真实数据,科研团队从数据中提炼规律和模型,装备企业再把这些研究成果用于设备设计和控制系统。这样一来,一条隧道施工结束以后,留下来的不只是工程本身,还有能够继续用到下一代盾构机上的技术经验。
国内盾构产品种类越来越多,也是这样一步一步积累起来的。中铁工业公开资料显示,中铁装备已经形成大、中、小、异形等不同规格,同时覆盖不同掘进方向以及土压、泥水、硬岩等多种地质条件的盾构机和TBM产品。城市轨道需要考虑密集建筑和软土地层,铁路工程要解决硬岩、长距离和跨江跨海问题,水利水电以及抽水蓄能工程又提出大埋深竖井、斜井等需求,这些项目都在不断提出新的装备要求。

铁建重工的数据同样很有代表性。2025年,公司生产隧道掘进机198台,其中智能型、超大型盾构达到54台,竖井斜井掘进机及硬岩TBM合计32台。设备数量之外,更值得注意的是产品方向正在继续向超大直径、硬岩、竖井斜井以及智能施工发展。
上海隧道走的是另一条很典型的路线。它本身长期从事盾构隧道施工,2004年依托国家863计划研制出“先行号”,到了2009年,自主研制的复合式土压平衡盾构已经开始批量出口新加坡。长期施工让企业很清楚进口设备进入中国地层以后哪些地方不适应,哪些部件维修慢,哪些参数需要重新调整,这些现场问题直接变成了设备研发任务。

海外工程也在不断提供新的数据。雅万高铁一号隧道所处区域存在火山堆积层,地下水丰富,同时还需要下穿和侧穿密集构筑物。中交天河针对这一项目研制了直径13.19米的泥水平衡盾构,并对沉降控制、泥水处理和刀具磨损等问题进行了专门适配。不同国家的地质条件、施工组织方式和客户标准,又会继续进入后续设备设计。
当然,工程数量多,并不代表技术一定会自动提高。关键还是能不能把一个项目里的经验,变成以后很多项目都能使用的技术。如果数据一直分散在不同施工现场,制造企业和施工单位之间互不联通,再多项目也很难形成长期优势。

现在国内比较有价值的一点,就在于制造企业、施工企业、科研院所以及供应链之间正在建立更紧密的联系。现场数据逐渐进入产品设计、控制算法、施工工法和设备服务体系,工程规模不只是带来了订单,也带来了真实数据和持续研发的条件。
这种变化对普通人其实也很实际。盾构设备适应地层的能力更强,参数调整更准确,换刀和停机能够提前安排,对地面沉降以及周边建筑的影响也更容易控制。地铁、铁路、跨江和跨海隧道施工效率提高,工程安全性和可控性也会随之提升。

整机能力提高以后,核心零部件也必须跟上。中国科学院公开材料显示,我国8米级超大型盾构机主轴承已经打通设计、材料、制造和应用全链条,相关产业化基地也已经落地。接下来还需要更多实际工程继续验证超大尺寸主轴承的寿命、批量制造能力和稳定供货能力。
二十多年前,一台进口盾构机要3亿元,维修还要等国外人员安排。今天,全球每10台盾构机大约有7台来自中国。从依赖进口设备,到能够生产超大型、智能型、硬岩、竖井斜井等多类型装备,中国盾构真正改变的,不只是市场份额,而是从整机设计、核心部件、施工数据到工程服务这一整套能力都在逐渐掌握在自己手里。
更新时间:2026-09-28
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