王 平 （上海隧道工程有限公司，上海 200082）

1 超大直徑盾構(gòu)法隧道的定義

盾構(gòu)法隧道是采用盾構(gòu)施工的專業(yè)設(shè)備—盾構(gòu)機(jī)（多為圓柱體的鋼組件）沿著隧道設(shè)計軸線，在刀盤和盾殼的保護(hù)下，承受四周水土壓力，發(fā)揮盾構(gòu)刀具的切削作用，對前方土壤進(jìn)行挖掘。同時向前推進(jìn)，同步完成挖掘、排土、襯砌等作業(yè)，最終完成隧道建設(shè)。

在行業(yè)內(nèi)，超大直徑盾構(gòu)法隧道主要是從采用盾構(gòu)法建成后的隧道襯砌外徑這一指標(biāo)來界定的。雖然目前國內(nèi)外并沒有對何為“超大直徑”有著非常準(zhǔn)確、非常嚴(yán)格的界定，但在盾構(gòu)法隧道建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)，有為數(shù)眾多的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為：“建成后的襯砌外徑≥14 m 的盾構(gòu)法隧道就是超大直徑盾構(gòu)法隧道”。

筆者認(rèn)為在當(dāng)前形勢下，或者在未來的 5～10 a 內(nèi)，上述對超大直徑盾構(gòu)法隧道的定義還是比較符合市場實際的，但應(yīng)以動態(tài)的、變化的視角來看待這個定義。當(dāng)前，盾構(gòu)法隧道建設(shè)發(fā)展迅速，不斷出現(xiàn)施工技術(shù)、盾構(gòu)裝備等方面的重大突破，盾構(gòu)機(jī)直徑也在不斷增大，也為未來建設(shè)更大直徑的盾構(gòu)法隧道提供了可能，或許將來對超大直徑盾構(gòu)法隧道會有新的更合理的解釋。當(dāng)然，盾構(gòu)法隧道的直徑并不會無休止地增大，因為即使解決了設(shè)備研發(fā)上的制約問題，制造再大的盾構(gòu)機(jī)從設(shè)備的角度也是可行的，但考慮到經(jīng)濟(jì)性、城市交通的現(xiàn)有規(guī)劃布局及對車道數(shù)量的實際需求，過大直徑的盾構(gòu)法隧道則并不一定會有市場。

2 中國超大直徑盾構(gòu)法隧道的市場發(fā)展過程

世界上第一條超大直徑盾構(gòu)法隧道是位于亞洲的東京灣海底隧道[1]。工程于 1989 年開工建設(shè)，1997年貫通，8 臺φ14.1 m 的超大型泥水平衡盾構(gòu)機(jī)在長距離（海底隧道全長為 9.4 km）、高水壓的軟弱黏土層中推進(jìn)，條件之苛刻堪稱世界隧道掘進(jìn)史上少有。東京灣海底隧道的成功建設(shè)，使超大直徑盾構(gòu)法隧道越來越多的為人們所關(guān)注，也推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展。

中國首條超大直徑盾構(gòu)法隧道（也是世界上第 6 條超大直徑盾構(gòu)法隧道）是由上海隧道工程股份有限公司于 2003年 12 月開工建設(shè)的上海上中路隧道[1]。工程采用φ14.8 m 泥水氣壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，隧道全長 2 554 m（雙線長度），于 2009 年正式通車。上中路隧道也是世界上第一條雙孔雙層雙向八車道的越江公路隧道。

繼上海上中路隧道的成功建設(shè)后，中國開啟了超大直徑盾構(gòu)法隧道建設(shè)的浪潮，并且在盾構(gòu)機(jī)的直徑上不斷出現(xiàn)新的突破，也在盾構(gòu)法隧道的建設(shè)上不斷刷新紀(jì)錄。2006 年，上海開始建設(shè)長江隧道，盾構(gòu)機(jī)直徑達(dá)到了φ15.4 m，為當(dāng)時世界第一；單次掘進(jìn) 7.5 km 為目前世界第一。2013 年，香港屯門至赤鱲角海底隧道開始建設(shè)，采用φ17.6 m 的迄今為止最大的泥水氣壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工。

根據(jù)中國土木工程學(xué)會市政工程分會統(tǒng)計，截至 2019年 10 月 31 日，在世界范圍內(nèi)，超大直徑盾構(gòu)法隧道工程數(shù)量（含已通車、已貫通和在建）為 52 個，其中國外 16 個，中國大陸地區(qū) 34 個，中國香港地區(qū) 2 個。由此可見，中國在超大直徑盾構(gòu)法隧道領(lǐng)域雖然起步較晚，但發(fā)展非常迅速，在世界范圍內(nèi)的市場占有率高達(dá) 69%。至 2019 年 10月 31 日中國建成、在建超大直徑盾構(gòu)法隧道工程見表1。

表1 中國建成、在建超大直徑盾構(gòu)法隧道工程匯總

從表1 中可以看出，超大直徑盾構(gòu)法隧道在中國的發(fā)展呈現(xiàn)出市場發(fā)展?jié)摿υ絹碓酱?、建設(shè)發(fā)展步伐越來越快的趨勢。2003 年至 2012 年，中國累計開工建設(shè)的超大直徑盾構(gòu)法隧道共有 1 1個，并且都集中在長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，其中上海 7 個，南京 2 個，杭州和揚(yáng)州各 1 個。筆者將這 10 年定義為超大直徑盾構(gòu)法隧道在中國發(fā)展的探索和初試階段。在這一階段，超大直徑盾構(gòu)法隧道的建設(shè)經(jīng)驗比較缺乏，應(yīng)對未知風(fēng)險的能力較差，在施工技術(shù)上很大程度依賴于國外專家的支持，發(fā)展速度較慢。經(jīng)過了 10 a 的積累和沉淀之后，2013 年至 2019 年的 6 a，超大直徑盾構(gòu)法隧道取得了快速的發(fā)展。從數(shù)量上來看，建成或者在建的超大直徑盾構(gòu)法隧道工程達(dá)到了 25 個；從地域上看，長三角地區(qū)依然是發(fā)展最為迅速的地區(qū)，同時珠三角地區(qū)、以武漢和長沙等地為代表的中部地區(qū)市場發(fā)展也比較快，體現(xiàn)了市場從單一地區(qū)向全國超大型城市廣泛擴(kuò)散的發(fā)展形勢。筆者將2013 年至 2019 年的 6 a 定義為超大直徑盾構(gòu)法隧道在中國發(fā)展的穩(wěn)定和成熟階段，市場發(fā)展迅猛，中國在施工技術(shù)、重大裝備和施工管理等方面均取得了重大突破。在 20 多個工程項目實踐的有力支撐下，我們經(jīng)受住了軟土地層、復(fù)合地層等各種復(fù)雜地層的考驗，戰(zhàn)勝了隧道斷面內(nèi)分布著“上軟下硬”、“大量孤石拋石”等世界級難題的挑戰(zhàn)，國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)逐步被采用，這些都為超大直徑盾構(gòu)法隧道在中國的發(fā)展提供了保障，也為將來更廣闊的市場發(fā)展空間提供了有力支撐。

3 超大直徑盾構(gòu)法隧道市場孕育的條件

從 1989 年世界上第一條超大直徑盾構(gòu)法隧道—東京灣海底隧道開工建設(shè)以來，超大直徑盾構(gòu)法隧道已經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展。從 2003 年上中路隧道建設(shè)以來，中國超大直徑盾構(gòu)法隧道也走過了 17 年的發(fā)展歷程，在這 17 年里，中國超大直徑盾構(gòu)法隧道的建設(shè)速度之快、發(fā)展之迅速，遠(yuǎn)超世界平均水平。隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)的穩(wěn)定高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，超級城市、大城市越來越多，對城市交通建設(shè)的要求越來越高，而超大直徑盾構(gòu)法隧道憑借其自身的優(yōu)越性，受到了更廣泛的關(guān)注，其市場發(fā)展的速度也越來越快。

總結(jié)國內(nèi)外超大直徑盾構(gòu)法隧道建設(shè)的實施背景和建設(shè)過程，不難發(fā)現(xiàn)，超大直徑盾構(gòu)法隧道被需要和最終能夠建成，除了技術(shù)和裝備等方面的重要保障外，站在市場的角度，可簡要概括為以下 2 個方面原因。

(1) 交通上要有需求。如：城市中有大江大河制約著兩岸交通一體化的發(fā)展，進(jìn)而影響城市經(jīng)濟(jì)、文化等多方面的溝通和交流。與世界上許多國家一樣，中國的水系也比較發(fā)達(dá)，境內(nèi)的兩大河流自西向東流經(jīng)許多省市，其中黃河流經(jīng)九省，而長江更是將包括重慶、武漢、南京、上海在內(nèi)的37 個地級及以上城市分隔為兩部分。同時，許多城市內(nèi)部也分布著大江大河，從地理上將城市割裂開來，如黃浦江將上海分隔為浦東和浦西，湘江將長沙分隔為河?xùn)|和河西，錢塘江將杭州分隔為江南和江北，長江和漢江并流將武漢分隔為武昌、漢口和漢陽三塊等。這些江河在城市交通的一體化發(fā)展上始終成為繞不開的難題，經(jīng)過多年的探索和追求，越江隧道、橋梁應(yīng)運(yùn)而生。

此外，除了滿足穿越江河的需求外，隨著超級城市的進(jìn)一步發(fā)展，核心城區(qū)的原有交通狀況已不堪重負(fù)，交通擁堵狀況不斷加劇，市民交通出行的幸福指數(shù)在下降，城市進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸也越來越明顯。在這樣的形勢下，選擇合適的方式加密城市核心區(qū)的快速通道數(shù)量迫在眉睫，而采用超大直徑盾構(gòu)法隧道施工無疑是非常好的選擇，因為隧道空間大，空間利用率高，在城市核心區(qū)地下空間稀缺和多次施工不現(xiàn)實的情況下，采用超大直徑盾構(gòu)法施工，可通過一次建設(shè)達(dá)到更多車道、公鐵同行等目的。

(2) 經(jīng)濟(jì)上要有保障。從許多城市的建設(shè)歷程來看，城市發(fā)展初期，多以橋梁形式過江。主要是因為在過去，超大直徑盾構(gòu)法隧道施工在技術(shù)、裝備等方面還不夠成熟，超大直徑盾構(gòu)法隧道施工的風(fēng)險比較高，造價也非常高昂，城市規(guī)劃、交通建設(shè)等政府部門更愿意選擇橋梁這一在當(dāng)時風(fēng)險更可控、造價更低的方式。當(dāng)然，在橋梁建成的同時，其影響范圍內(nèi)的城市地面空間也就被永久性地占用了，對后續(xù)的城市空間優(yōu)化和地面交通升級改造等構(gòu)成了制約。

近些年來，超大直徑盾構(gòu)法隧道施工已經(jīng)非常成熟，工程造價也更加合理，但不可否認(rèn)的是，與橋梁的造價相比，隧道的造價要高出很多（僅從工程造價的角度，如果從總投資的角度考慮不同的項目會因?qū)嶋H情況不同而有一定的差異，考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會效益等則又是另一個層面上的問題，不做展開論述）。這成為目前許多城市在隧道和橋梁之間做選擇時的重要影響因素。盡管很多地方政府部門越來越意識到盾構(gòu)法隧道施工的優(yōu)越性，也進(jìn)行了頗具深度的方案分析和工可論證，最終也證明了盾構(gòu)法隧道是最好的方式，但針對這種超大型的重點(diǎn)工程，少則十幾億，多則幾十億、上百億的工程造價，往往因地方財政負(fù)擔(dān)過重而無限期擱置。

4 中國超大直徑盾構(gòu)法隧道的市場分級

根據(jù)中國建成、在建以及在未來的 3～5 a 內(nèi)有規(guī)劃擬建的超大直徑盾構(gòu)法隧道的市場分布來看，超大直徑盾構(gòu)法隧道主要集中在東南沿海地區(qū)的一線城市、中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省會城市，筆者進(jìn)一步將市場分為一級市場、二級市場、三級市場 3 級。

4.1 持續(xù)、規(guī)模化發(fā)展的一級市場

包括上海、江蘇、浙江、湖北和廣東 5 省或直轄市，超大直徑盾構(gòu)法隧道已經(jīng)呈現(xiàn)出規(guī)模化且非常穩(wěn)定的發(fā)展形勢，特別在直轄市或省會城市，基本上可保證每年 2 條以上的超大直徑盾構(gòu)法隧道建設(shè)規(guī)模。長三角一體化、粵港澳大灣區(qū)、長江經(jīng)濟(jì)帶等的提出，為這些市場超大直徑盾構(gòu)法隧道的建設(shè)更是提供了后續(xù)動力。

上海是盾構(gòu)法越江隧道的發(fā)源地，也是發(fā)展最為迅速、建設(shè)最穩(wěn)定的城市。至 2019 年 10 月底，上海已經(jīng)建成（含貫通但尚未通車的）的超大直徑盾構(gòu)法隧道 11 個，正在建設(shè)尚未貫通的超大直徑盾構(gòu)法隧道 2 個，接下來的市場仍然非常廣闊。在越江公路隧道方面包括即將實施的蘆恒路-銀都路越江隧道、北橫通道東段等；處于方案前期設(shè)計階段的漕寶路快速路工程、南北大通道工程等。在市域鐵路方面，為進(jìn)一步實現(xiàn)長三角高效協(xié)同，市域鐵路將呈現(xiàn)規(guī)?；?、網(wǎng)格化發(fā)展態(tài)勢，到 2035 年，總運(yùn)營里程將達(dá)到1 157 km。先行實施的兩機(jī)場聯(lián)絡(luò)線主線長 68.6 km，其中采用 14 m 以上的盾構(gòu)機(jī)施工的總里程近 40 km。2019 年 6月 28 日，兩機(jī)場聯(lián)絡(luò)線工程正式開工，宣告采用超大直徑盾構(gòu)法建設(shè)市域鐵路在上海正式拉開了序幕。

同樣，江蘇省的超大直徑盾構(gòu)法隧道建設(shè)的市場前景也非常廣闊。目前江蘇省過江通道建成 14 座，在建 4 座?！督K省長江經(jīng)濟(jì)帶綜合立體交通運(yùn)輸走廊規(guī)劃（2018年—2035 年）》中提出，江蘇省將加快長江過江通道建設(shè)；至 2035 年，已建和在建過江通道數(shù)量達(dá) 36 座，長江兩岸相鄰縣級節(jié)點(diǎn)基本實現(xiàn)直連快通。

4.2 不連續(xù)、短期內(nèi)難成規(guī)模化發(fā)展的二級市場

在包括湖南、安徽、山東 3 省的二級市場里，或有已經(jīng)建成的超大直徑盾構(gòu)法隧道，或有正在建設(shè)的超大直徑盾構(gòu)法隧道，這些地區(qū)均有強(qiáng)烈的市場需求，也有一定程度的經(jīng)濟(jì)保障。如湖南長沙，作為長江中游城市群和長江經(jīng)濟(jì)帶重要的節(jié)點(diǎn)城市，近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，2018 年全年，長沙實現(xiàn)生產(chǎn)總值 1.1 萬億元，名義增速為 7.77%。隨著長沙市城市快速發(fā)展，特別是湘江西岸國家級發(fā)展新區(qū)湘江新區(qū)的發(fā)展，跨湘江通道的交通瓶頸問題越發(fā)受到政府重視。目前，在長沙境內(nèi)的湘江有 8 橋 2 隧共計 10 座（條）過江通道，其中 2013 年通車的南湖路湘江隧道為第 1 條采用盾構(gòu)法施工穿越湘江的隧道（采用φ11.65 m 的大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工），2019 年湘江之下的首條（也是湖南省首條）超大直徑盾構(gòu)法隧道—湘雅路過江通道正式開工建設(shè)，隧道外徑為 14.5 m，隧道主線為雙孔雙向 6 車道。長沙雖然有超大直徑盾構(gòu)法隧道規(guī)模建設(shè)的潛力，但在短期內(nèi)，受到政策、財政等因素的影響，超大直徑盾構(gòu)法隧道連續(xù)性、穩(wěn)定性、規(guī)模化建設(shè)的難度還比較大。如 2019 年長沙重點(diǎn)推動的另一條超大直徑盾構(gòu)法隧道—興聯(lián)路通道工程，根據(jù)批復(fù)的工可方案，擬采用 15 m 級的超大直徑盾構(gòu)法隧道施工，2019 年 4 月，長沙市公共資源交易中心上正式發(fā)布了該工程的初步設(shè)計招標(biāo)公告，計劃初步設(shè)計完成后，采用 EPC 的模式在年內(nèi)進(jìn)行開工建設(shè)。此后，基于地方財政負(fù)擔(dān)過重等考量，暫停了初步設(shè)計招標(biāo)，開始進(jìn)一步研究更為節(jié)約資金的橋梁方案，目前項目仍在擱置中。

4.3 有規(guī)劃但至今沒有項目落地的三級市場

筆者將江西、福建、黑龍江、云南、海南等 5 省和重慶市劃分為三級市場。在這些市場中，對超大直徑盾構(gòu)法隧道有著不同深度的設(shè)想、規(guī)劃和探索，并受宏觀政策、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和財政能力等情況的限制，多年來始終處于搖擺的狀態(tài)，至今不曾有超大直徑盾構(gòu)法隧道項目進(jìn)入真正的實施階段。

如福建省的泉州市，為了進(jìn)一步加強(qiáng)泉州市區(qū)和晉江城區(qū)的聯(lián)系，更好地激發(fā)城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的活力，擬在泉州市豐澤區(qū)和晉江市陳埭鎮(zhèn)之間修建過江通道—泉州東海通道。經(jīng)過了多年的論證和方案比選，采用的方案逐漸清晰，基本確定采用超大直徑盾構(gòu)法施工。目前，項目處于深化設(shè)計階段，但據(jù)了解，影響項目推進(jìn)進(jìn)度的關(guān)鍵因素并不是方案本身和實施程序問題，面對 52.4 億元的總投資，如何落實好建設(shè)資金是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

在三級市場中，有不少城市對超大直徑盾構(gòu)法隧道都有過或正在進(jìn)行方案比選和論證，有的項目已經(jīng)規(guī)劃論證了很多年（如重慶兜子背兩江隧道目前仍然停留在規(guī)劃設(shè)想階段），但短期內(nèi)還難以有實質(zhì)性的進(jìn)展。當(dāng)然，在三級市場中某些規(guī)劃的超大直徑盾構(gòu)法隧道，其實施與否可能影響因素是比較聚焦和單一的，隨著國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的深化、宏觀經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和財政狀況的改善等等，當(dāng)僅存的制約因素可以合理解決后，項目很可能就進(jìn)入到實質(zhì)性的實施階段，而解決制約因素所需要的時間長短很難判斷。

5 中國超大直徑盾構(gòu)法隧道未來市場發(fā)展展望

縱觀近年來中國超大直徑盾構(gòu)法隧道高速發(fā)展的實際情況以及目前市場的迫切需求，在城市交通規(guī)劃和建設(shè)中越來越多地關(guān)注和采用超大直徑盾構(gòu)法隧道將是大勢所趨，未來市場將呈現(xiàn)出穩(wěn)定的、快速的總的發(fā)展趨勢不會改變。目前全國各地大型城市中有實施計劃的，包括在進(jìn)行方案論證探索的或設(shè)計方案深化的或等待招標(biāo)開工建設(shè)的項目多達(dá)幾十個，這些項目中的大部分將在未來的幾年內(nèi)得以實施落地。

從市場發(fā)展的優(yōu)先級來看，項目從規(guī)劃到最終實施，必然先向水系發(fā)達(dá)的超大型城市傾斜。在這些市場里，超大直徑盾構(gòu)法隧道已經(jīng)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的、持續(xù)的規(guī)模化發(fā)展，并且有經(jīng)濟(jì)上、交通流量上的必要保障，實施條件更加成熟。此后隨著二、三線城市的進(jìn)一步發(fā)展，交通擁堵等情況將不斷加劇，對超大直徑盾構(gòu)法隧道的需求將會越來越強(qiáng)烈，方案成熟、程序完備的項目將隨著經(jīng)濟(jì)狀況的改善（或通過 PPP等方式實施以解決建設(shè)資金問題）得以實施。

當(dāng)然，無論是一級市場還是二級、三級市場，項目最終能否落地肯定會受到宏觀環(huán)境的深刻影響，超大直徑盾構(gòu)法隧道的市場也將隨著建筑業(yè)的整體波動形勢出現(xiàn)高峰和低谷。近兩年全國有數(shù)十條超大直徑盾構(gòu)法隧道處于待建的狀態(tài)，反映出了市場的熱度，但不難發(fā)現(xiàn)，在建筑業(yè)經(jīng)歷了多年的一路高歌猛進(jìn)后，國家進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)穩(wěn)中求進(jìn)的工作總基調(diào)，進(jìn)一步規(guī)范地方債務(wù)管理，警惕地方負(fù)債風(fēng)險向建筑業(yè)轉(zhuǎn)嫁，在這種背景下，建筑業(yè)的增速已經(jīng)放緩，新簽合同額的增幅更是出現(xiàn)了較大的下降，這將對規(guī)劃或待建中的許多項目產(chǎn)生較大的影響。預(yù)計一級市場中的一些項目將推遲實施，二、三級市場的發(fā)展步伐將進(jìn)一步延后。在接下來的3、4 a 內(nèi)，中國超大直徑盾構(gòu)法隧道的市場發(fā)展速度將會有所放緩，但預(yù)計仍可以維持在每年 2～4 個項目開工建設(shè)的水平，而 3、4 a 過后，將迎來新的發(fā)展高峰，無論是在市場發(fā)展的深度還是廣度上將會呈現(xiàn)更高的水平。