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盾构机(盾构隧道掘进机)是一种隧道掘进的专用工程机械。现代盾构机集机、电、液、光、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且还要根据不同的地质情况做“量体裁衣”式的设计制造,对可靠性的要求极高,目前已大范围的使用在地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程中。目前盾构机下游工程仍以轨交地铁工程为主,占比达70-80%,下游需求的持续增长将促进盾构机产业持续发展。
盾构机在施工时可控制地面的沉降,减少对地面建筑物的影响,在施工上具有速度快、一次成形、自动化程度高、节省人力、受气候影响小、施工时不影响地面交通等特点,尤其适合在较长隧洞洞线、较大埋深的情况下使用盾构机来施工,既经济又安全。
直径11米和15米盾构机驱动设备(刀盘、刀盘驱动)占比42%和45%,为主要费用,电气设备(壳体及推进液压缸,铰链液压缸)和推进设备(PLC、模块、电控箱等)都在15%左右,液压设备(泵、阀、马达)价值分别占比12%、11%。
随着国家经济实力和社会安全意识的不断的提高,盾构机已慢慢的变成为地铁、隧道、地下管廊等的主流施工设备。目前,在中国已形成世界上顶级规模、发展最快的轨道交通建设市场,同时也是盾构机需求最大的市场。在国家新一轮城市轨道建设规划密集出炉的情况下,盾构机租赁的需求在逐步扩大,同时,随着盾构机制造技术水平的逐步的提升,以及施工领域的应用慢慢的变多,国产品牌在竞争中快速崛起,截至2021年,国产盾构机中国市场占有率已超过90%。
2015年,国产首台铁路大直径盾构机下线,拥有完全自主知识产权,打破了国外近一个世纪的技术垄断。到2020年,国产盾构机已走过18年,从开始85%依赖进口,到现在输出全球,占全球市场占有率三分之二以上。中国慢慢的变成了全球最大的盾构机市场,也是最大的盾构机生产国。根据中国工程机械工业协会掘进机械分会多个方面数据显示,2020年国共生产全断面隧道掘进机655台(含BTM)。
隧道掘进机应用正从城市轨道交通领域逐步向铁路、水利水电、公路、市政、综合管廊、地下空间开发、能源等领域扩展,应用的市场范围慢慢的变大,在重点区域、重点领域、重点工程将有广阔的市场前景。
自动化、智能化发展的新趋势渐显,龙头受益明显随国家对环境保护、工程质量、职业健康等要求慢慢的升高,隧道施工装备向着自动化和智能化方向发展已成行业必然趋势,有突出贡献的公司在人才、科研等方面优势显著,将显著受益。“十四五”时期内,中国盾构机行业将重点解决掘进机主轴承、核心控制器、高端密封件等短板零部件的国产化和产业化问题;研发出超大直径水平和竖直方向掘进装备;初步建立起融合隧道作业场景和模型仿真的数字孪生应用平台;打造一批具备整机及核心零部件检验测试能力的产业基地。
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