盾構(gòu)機/TBM作為地下空間開發(fā)利器，被譽為“地下航母”。它的正式名稱叫全斷面隧道掘進機，在水電、地鐵、鐵路、公路、市政等隧道工程中都有廣泛應(yīng)用。一臺盾構(gòu)機包含上萬個零部件，體型巨大、技術(shù)精密。十幾年間，我國盾構(gòu)機從無到有、從進口到出口，實現(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越。2021年，國產(chǎn)盾構(gòu)機在國內(nèi)市場占有率已超過九成，全球市場份額接近七成。

在水利領(lǐng)域，我國全斷面隧道掘進機的應(yīng)用歷史已超過60年，可分為4個階段。

第一階段：國內(nèi)自主研發(fā)應(yīng)用。1965—1990年，代表工程為西洱河水電站引水工程、引灤入唐引水工程、廣西天生橋二級水電站引水工程等，此階段共計采用了10余臺TBM進行施工，但均以失敗告終。

第二階段：國外承包商采購國外TBM施工。1991—2002年，代表工程為甘肅引大入秦工程、山西萬家寨引黃工程、昆明掌鳩河引水工程，此階段共計采用了14臺TBM進行施工。

第三階段：國內(nèi)承包商采購國外TBM施工。2005—2014年，代表工程包括遼寧大伙房水庫輸水工程、錦屏二級水電站工程、遼西北供水工程、陜西引漢濟渭工程等，此階段共計采用了25臺TBM進行施工，培養(yǎng)了一批國內(nèi)具備TBM施工經(jīng)驗的施工單位。

>敞開式TBM

> 雙模TBM

第四階段：國內(nèi)承包商采購國產(chǎn)TBM施工。2015年至今，代表工程包括吉林引松供水工程、滇中引水工程、內(nèi)蒙古引綽濟遼工程、珠三角水資源配置工程、抽水蓄能電站等，截至2021年，共計采用了48臺TBM進行施工，施工工藝工法得到完善，設(shè)備設(shè)計制造能力也得到加強。

截至目前，我國已建在建水利水電工程，采用盾構(gòu)TBM工法施工的項目超過40個，設(shè)備數(shù)量近110臺。中鐵工程裝備集團有限公司（以下簡稱中鐵裝備）作為我國全斷面隧道掘進機的領(lǐng)軍企業(yè)，已參建水利水電工程26項，提供了60余臺盾構(gòu)/TBM，尤其在直徑9m以上TBM領(lǐng)域，中鐵裝備處于行業(yè)領(lǐng)軍地位，市場占有率超過70%，且占據(jù)了近5年來國內(nèi)市場已應(yīng)用項目份額的100%。

TBM產(chǎn)品種類全。中鐵裝備TBM產(chǎn)品種類包含主大梁敞開式TBM、雙“X”支撐凱式TBM（獨有）、雙護盾TBM、單護盾TBM、雙模TBM、多模TBM等。

TBM產(chǎn)品直徑覆蓋范圍大。中鐵裝備TBM產(chǎn)品覆蓋3～15m直徑范圍全系列產(chǎn)品，包括世界最小直徑凱式TBM（3.5m），應(yīng)用于黎巴嫩大貝魯特供水工程及國內(nèi)抽水蓄能電站工程，世界最大直徑硬巖TBM（15.084m），應(yīng)用于格魯吉亞KK公路項目。

>世界最大直徑硬巖TBM，應(yīng)用于格魯吉亞KK公路項目

極端工況TBM研發(fā)及應(yīng)用。①針對高原高寒環(huán)境，中等以上巖爆及Ⅱ級以上大變形地層，中鐵裝備創(chuàng)新性地研發(fā)了“雙結(jié)構(gòu)”TBM，在原有敞開式TBM功能基礎(chǔ)上，兼具了鋼管片安裝功能，這種設(shè)計，得到了施工單位、川藏鐵路公司、華能集團及石家莊鐵道大學的高度認可；②針對于極硬巖（大于200MPa）破巖問題，中鐵裝備首次在TBM上搭載了高壓水力耦合破巖技術(shù)，在福建龍巖引水工程中，施工效率提高了35%，同時中鐵裝備還在加緊研究激光輔助破巖、微波輔助破巖等破巖技術(shù)；③針對抽水蓄能電站超小轉(zhuǎn)彎施工的要求，中鐵裝備研制了30m水平轉(zhuǎn)彎半徑TBM-文登號，目前已在國內(nèi)抽水蓄能電站得到全面推廣。

極端直徑TBM應(yīng)用多。一般認為，6～8m直徑范圍TBM施工和設(shè)備設(shè)計制造難度最小，中鐵裝備4m直徑以下硬巖TBM和9m直徑以上TBM產(chǎn)品國內(nèi)最多、應(yīng)用最廣、認可度高。

全維度硬巖TBM。除水平掘進TBM之外，中鐵裝備正在浙江寧海抽水蓄能電站進行豎井施工，開挖直徑8m，井深190m，采用全斷面正井盲動硬巖TBM施工（SBM），屬世界領(lǐng)先。中鐵裝備正在生產(chǎn)制造應(yīng)用于河南洛寧抽水蓄能電站引水斜井施工的斜井TBM，施工縱坡39°，長度1km，開挖直徑7.2m，屬國內(nèi)首臺。

>國內(nèi)首臺高壓水力耦合輔助破巖TBM

隨著國內(nèi)基建發(fā)展、重大工程推進、重難點技術(shù)難題攻克，作為高端裝備制造企業(yè)，中鐵裝備將深入踐行“三個轉(zhuǎn)變”，引領(lǐng)中國高端裝備制造再攀高峰，助力重大水利工程建設(shè)，為推進水利高質(zhì)量發(fā)展奠定扎實基礎(chǔ)。