我国首套盾构机用8米直径主轴承研制成功 盾构机产业未来发展现状趋势预测

盾构机作为建设隧道的“掘进神器”，如今国内厂商不仅实现了自主制造隧道掘进设备，而且在国内市场的占有率高达90%以上，占全球市场份额近 70%。世界首台马蹄形盾构、世界最大矩形盾构、全球首台斜井双模式 TBM、全球首台永磁电机驱动盾构机等世界领先技术均出自我国。

国内盾构机总市场存量 3,500 台，目前新增市场规模保持在500-600 台/年;应用于地铁隧道的盾构机平均推进 8-10 公里就达到设计寿命。盾构机均价在 3500-4000 万/台，结合每年新增的盾构机市场增量，测算得到盾构机每年新增市场价值在175-240 亿元/年。

近年来，新一代信息技术的进步为盾构法隧道建造向数字化、智能化方向发展提供了“加速度”，国家和地方政府也出台了多项政策推动建造产业体系智能化升级。技术转型升级是行业发展的源动力。面向盾构自动化、智能化的发展需求，一直致力于技术创新的上海隧道清晰感知行业变革触角，在从“质”变到“智”变的过程中，走出了一条属于自己的智能盾构之路。

据中研产业研究院公布《2022-2027年盾构机产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》显示：

盾构机是一种自动化隧道掘进工程机械。基于其综合效率和安全性极高，现已广泛应用于铁路、公路隧道、城市轨道交通、城市下穿隧道、海底隧道、城市排水管道、油气管道、城市管廊、煤巷道施工、国防工程等数个领域。

盾构机除了能够在轨道交通中广泛使用外，在大城市通水、通电等领域也将被逐步应用。当前，中国正处于城镇化快速发展时期，但地下管廊的建设相对滞后。发展城市地下管廊，不仅可以有效解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修，是提升城市品质的重要举措。

目前，国内企业在竞争中发展得比较快，市场份额也在不断增加，使得近年来我国的盾构机市场发生了根本改变，已经打破了国外盾构机占据主导地位的局面。随着盾构机制造技术水平的不断提高，以及施工领域的应用越来越多，盾构机行业的竞争也越来激烈，国内外的盾构机企业都在不断加大资本投入，通过对基础设施规划建设情况、盾构机的生产市场、技术现状与隧道建设发展进行深入分析研究，了解当前国产盾构机制造水平，需求和市场环境变化趋势。

我国首套盾构机用8米直径主轴承研制成功

近日，由中国科学院金属研究所李殿中研究员、李依依院士团队牵头研制的超大直径盾构机用8米直径主轴承研制成功。该轴承直径达8米、重达41吨，是目前我国制造的首台套直径最大、单重最大的盾构机主轴承，该主轴承将安装在16米级盾构机上，用于隧道挖掘工程。该主轴承的研制成功标志着我国已完全掌握大型重载盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试、检测评价与寿命预测的集成技术，具备进口替代能力。经国家轴承质量检验检测中心检测和专家组评审，认为该主轴承各项技术性能指标与进口同类主轴承相当，满足超大型盾构机装机应用需求。

据介绍，我国已实现了超大直径盾构机的国产化，但其核心部件主轴承却依赖进口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主轴承是盾构机刀盘驱动系统的核心关键部件，8米直径盾构机主轴承在运转过程中承载的最大轴向力达到105千牛(1千牛约等于0.1吨物体的重力，一头成年亚洲象的体重按4吨算的话，这相当于轴向受到2500头亚洲象重力的作用)、径向力达104千牛、倾覆力矩达105千牛·米。为保证主轴承的高承载和高可靠性，就要求制造主轴承的轴承钢要高纯净、高均质、高强韧、高耐磨，同时对主轴承加工精度、设计能力、润滑脂等都提出了很高的要求。而大型盾构机在掘进过程中，只能前进，不能倒退，主轴承一旦失效，会造成严重损失。

此前，我国盾构机用超大直径主轴承制造久而未决的主要原因在于：制造轴承的材料和大型滚子的加工精度不过关，全流程技术链条不贯通。“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项首席科学家李殿中研究员介绍，要制造高纯净、高均质、高强韧、高耐磨的轴承钢材料，一定要从源头解决材料制造的问题，他们将目光瞄准了稀土轴承钢。通过控制氧含量，科研团队制备出性能优越、稳定性好的低氧稀土钢，研制出的稀土轴承钢拉压疲劳寿命提高40多倍，滚动接触疲劳性能提升40%，并制订了多项稀土钢标准。此外，科研团队与企业联合，攻克轴承加工中的技术与装备瓶颈，开发出直径100毫米以上的一级高精密滚子加工技术，实现了我国轴承行业加工一级精密大型滚子“零”的突破。

随着自动化、智能化发展趋势渐显，龙头受益明显随着国家对环境保护、工程质量、职业健康等要求越来越高，盾构机装备向着自动化和智能化方向发展已成行业必然趋势，龙头企业在人才、科研等方面优势显著，将显著受益。

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