全球φ9 m以上大直徑巖石隧道掘進機數(shù)據(jù)統(tǒng)計

自1960年羅賓斯首臺φ9.0 m敞開式TBM應(yīng)用于美國的Oahe大壩項目，大直徑巖石隧道掘進機(本文所指大直徑巖石隧道掘進機均指直徑9 m以上的巖石掘進機)得到了越來越多的應(yīng)用，截至目前全球共有81個項目采用或計劃采用大直徑巖石隧道掘進機施工，共計131臺，累計施工長度將超過1 000 km。全球大直徑巖石隧道掘進機數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表1。其中部分工程的設(shè)備應(yīng)用情況見表2。

表1 全球大直徑巖石隧道掘進機數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表2 表1中部分工程的設(shè)備應(yīng)用情況

表2(續(xù))

表2(續(xù))

將大直徑巖石隧道掘進機發(fā)展歷程劃分為1960—1969年、1970—1979年、1980—1989年、1990—1999年、2000—2009年、2010—2021年6個階段，各階段采用大直徑巖石隧道掘進機施工的工程項目數(shù)量和設(shè)備臺數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見圖1。各階段設(shè)備類型及數(shù)量統(tǒng)計見圖2。

圖1 各階段采用大直徑巖石隧道掘進機施工的工程項目數(shù)量和設(shè)備臺數(shù)統(tǒng)計

圖2 各階段大直徑巖石隧道掘進機類型及數(shù)量統(tǒng)計

從圖1和圖2可見，工程數(shù)量、設(shè)備臺數(shù)逐漸增多，設(shè)備的類型也由單一的敞開式逐步增加至5種。

將大直徑巖石隧道掘進機按照直徑大小進行劃分，各直徑范圍的巖石隧道掘進機施工項目數(shù)量和設(shè)備臺數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見圖3。各直徑范圍的設(shè)備類型及數(shù)量統(tǒng)計見圖4。目前最大直徑的巖石隧道掘進機(直徑15.08 m單護盾TBM)由中鐵裝備正在制造，將應(yīng)用于格魯吉亞南北公路隧道。

圖3 各直徑范圍的巖石隧道掘進機施工項目數(shù)量和設(shè)備臺數(shù)統(tǒng)計

圖4 各直徑范圍巖石隧道掘進機類型及數(shù)量統(tǒng)計

由圖3和圖4可見，直徑越大，工程數(shù)量和設(shè)備臺數(shù)相對越少；隨著直徑的增大，其他4種類型的設(shè)備臺數(shù)減少，唯單護盾TBM 11 m級(11 m≤D<12 m)的臺數(shù)最多，9 m級、10 m級、12 m級和13 m級以上的臺數(shù)相差不大。

對131臺大直徑巖石隧道掘進機的設(shè)備類型、數(shù)量及占比進行統(tǒng)計，結(jié)果見圖5。

圖5 不同類型大直徑巖石隧道掘進機數(shù)量及占比統(tǒng)計

可見，在大直徑巖石隧道掘進機發(fā)展初期，美國羅賓斯為主要的設(shè)備制造商；1990年后隨著德國海瑞克的加入，羅賓斯和海瑞克成為最主要的2大設(shè)備制造商；2000年后又有日本川崎重工、意大利SELI等制造商加入；2012年后，隨著中國隧道裝備制造業(yè)的發(fā)展，北方重工、中鐵裝備、鐵建重工也逐漸加入到大直徑巖石隧道掘進機制造商陣營中。

從開始應(yīng)用階段由于設(shè)備類型單一、選型不當(dāng)、地質(zhì)不適應(yīng)等造成掘進困難、被迫更換設(shè)備及工法、乃至發(fā)生坍塌、掩埋等事故，到如今大多數(shù)工程掘進順利、應(yīng)用情況良好，經(jīng)過60多年的發(fā)展，大直徑巖石隧道掘進機裝備制造不斷改進、優(yōu)化，制造水平不斷提高，施工技術(shù)不斷進步，機型也更多，同時出現(xiàn)了雙模式掘進機，相信未來大直徑巖石隧道掘進機會有更廣闊的應(yīng)用空間，創(chuàng)造出更多新的掘進記錄。

說明與致謝：

本文數(shù)據(jù)來源于部分大直徑巖石隧道掘進機設(shè)備制造商以及公開的文獻、資料，如有疏漏，敬請海涵，歡迎指正。

感謝中鐵裝備孫恒、李超杰，鐵建重工張帥坤等提供數(shù)據(jù)支持。