隧道掘进机

隧道掘进机行业定义

隧道掘进机（tunnel boring machine），是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设备。按掘进机在工作面上的切削过程，分为全断面掘进机和部分断面掘进机。按破碎岩石原理不同，又可分滚压式（盘形滚刀）掘进机和铣切式掘进机。中国产品多为滚压式全断面掘进机，适于中硬岩至硬岩。铣切式掘进机适用于煤层及软岩中。

对于全断面隧道掘进机（Full-face Tunnel Boring Machine），包含盾构和TBM。一般来说，在欧洲，盾构也称为TBM；但在日本和中国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构，将用于岩石地层的隧道掘进机称为TBM。全断面隧道掘进机自20世纪50年代以来就已经在施工行业大量使用，如今已是在国内外普遍采用的一种具有高科技水平的隧洞施工机械。当隧洞长度过长时，用常规钻爆法进行施工需要相当长的工期，隧道掘进机法则适合长隧洞施工的需要。国外实践证明：当隧洞长度与直径之比大于600m时，采用隧道掘进机进行对隧洞施工是经济的。

隧道掘进机广泛采用了监测、遥控、电子信息技术等对施工过程进行全面监控，使掘进全过程始终处于最佳状态，与常规钻爆法相比，其优越性主要体现在如下几个方面：①掘进速度快；②工作效率高，实现了隧道掘进机开挖、出碴、衬砌、回填、灌浆等工序的循环作业；③施工安全，隧道掘进机施工作业始终在护盾的保护下有效地进行；④施工环境好，含尘空气由净化器除尘，无爆破烟尘；⑤成洞条件好，开挖面光滑平整，无超挖，对围岩基本无扰动。但是如果选型、设计不当，则会影响隧道掘进机开挖隧洞的优越性，严重的甚至会影响到工程施工工期。因此，选用合适的隧道掘进机对隧洞的施工有着极其重要的意义。

隧道掘进机行业发展政策环境分析

"十二五"期间我国机电和高新技术产品进出口蓝图初具。"十二五"期间，我国机电产品进出口力争年均增速高于GDP和外贸增长速度，力争"十二五"期末进出口规模达到2.4万亿美元，其中出口达到1.4万亿美元。

"十二五"期间，我国机电产品出口结构将继续优化，具有自主品牌的机电产品占机电产品出口比重由目前的8%提高到15%。

"十二五"期间，商务部将推动出口企业从"车间型"向"营销型"转变。支持汽车、机床、工程机械、船舶、铁路装备等25个行业100个排头兵企业在境外建立营销网络，培育和认定200个出口基地和2000家基地企业，培育若干个具有较强科技创新能力和自主核心技术的跨国机电企业集团。商务部将推动建立政策性进口信贷等金融支持模式，加大对装备制造业、战略性新兴产业等的支持，支持重点企业引进先进技术和设备。

"十二五"期间，中国发展高端装备制造业的总体思路是：重点发展智能制造、绿色制造和服务性制造，做大做强航空装备和卫星及应用产业，提升轨道交通装备水平，加快培育发展海洋工程装备，把高端装备制造业培育成为国民经济的支柱产业，实现中国装备制造业由大到强的转变。预计2011年装备工业全行业将继续保持平稳较快增长，预计全年工业增加值同比增长15%左右。

高端装备制造业主要包括航空、航天、高速铁路、海洋工程装备、智能制造装备五大领域。工信部预计，到2015年，我国高端装备制造业年产值将在6万亿元以上；到2020年，我国高端装备制造业销售产值力争占装备制造业销售产值的30%以上，国内市场满足率超过25%。工业和信息化部装备工业司透露，高端装备制造业"十二五"规划已经进入到最后的审议阶段，确定将在2011年上半年出台。

在航空方面，将重点加快推进大型飞机研制，大力发展系列支线飞机、通用飞机和直升机，重点突破发动机重要机载系统和关键设备；在高速铁路方面，重点研发高速列车、中转列车、城际和城市快捷轨道车辆列车运行控制系统；在海洋工程装备方面，重点发展勘探、开发、生产、加工、储运装备，海上作业与辅助服务装备，特种资源开发装备，大型海上结构物、海下系统以及关键设备与系统，同时，扶持海洋可再生能源利用装备、海底矿产资源装备、海洋监测设备的研发和创新，不断拓展产业发展的新领域；在智能制造装备方面，重点推进精密和智能仪器仪表与试验设备、智能控制系统、关键基础零部件、高档数控机床与智能专用装备。

"十二五"期间，我国将继续推进隧道掘进机产业化建设，全面提升中国隧道掘进机制造业的技术水平，使土压盾构系列化、产业化研究成果达国际先进水平；加大泥水盾构、复合型盾构和TBM研究力度，使中国隧道掘进机的总体水平步入国际先进行列。

隧道掘进机行业价值链分析

隧道掘进机是根据隧道施工对象"度身订做"的，正如裁缝根据具体的人进行"量体裁衣"一样。隧道掘进机的制造特点是以工程为依托，根据施工环境（基础地质、工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等特征）进行模块化设计和制造。隧道掘进机的特殊性决定了隧道掘进机产业链体系建立在以工程为依托，系统设计为核心，相关配件制造企业加盟生产，施工单位配合使用的基础上，其设计、制造必须与工程项目紧密结合，其产业价值链如下图所示。

隧道掘进机行业发展状况分析

单就国内市场近几年来的需求来看，现在国内应用盾构施工最多的城市是上海，当前已经达到了80多台，有望超过100台的需求量。地铁建设的活跃城市--广州目前已经保有量已经达到50台以上。

现在除了地铁建设用的比较多之外，铁路隧道也开始大量应用隧道掘进机，包括引水隧道已大量使用。除此之外，现在城市地下管网用隧道掘进机施工的实例还不多。随着人们对环境保护意识的增强，城市地下管道建设不能总通过开挖地面解决，这种情况下，微型盾构的应用机会将逐步增多。面对这样大的市场应用前景，盾构国产化替代进口是本土企业的目标和主要任务。

据不完全统计，2015年以前，中国规划建设的城市快速轨道交通项目总长度达2600公里，10000多亿元投资将聚集在这一领域，投入施工的隧道掘进机约500台以上，加上大型的越江工程，中国的各类盾构未来潜在市场将有400亿元以上的产值。

最新以及其他具体内容详见前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国隧道掘进机行业市场调研与投资预测分析报告》。

隧道掘进机行业领先企业

国际领先企业

德国海瑞克公司

美国罗宾斯公司

日本川崎重工

日本三菱重工

日本小松制作所

国内领先企业

北方重工集团有限公司

上海隧道工程股份有限公司

海瑞克（广州）隧道设备有限公司

广州海瑞克隧道机械有限公司

罗宾斯（上海）地下工程设备公司

海瑞克（成都）隧道设备有限公司

大连重工·起重集团有限公司

二重集团（德阳）重型装备股份有限公司

上海重型机器厂有限公司

杭州杭锅通用设备有限公司

隧道掘进机行业五力竞争模型分析

行业上游议价能力分析

隧道掘进机是高端装备制造业的标志性产品，具有快速高效、安全可靠、施工成本低、对地面建筑物影响小和出土量少等优点。隧道掘进机发展到目前种类已经非常齐全，已生产了断面为圆形、矩形、双圆、三圆、球型盾构、子母盾构等，尺寸也从直径200毫米到15米多。虽然盾构机的种类较多，但其工作原理基本相同，主要由切削刀盘、动力机构、液压主轴顶进机构、液压纠偏机构、液压中继顶进机构、衬砌及岩土排运机构以及检测导向机构等几个部分。

隧道掘进机技术属于高端成套技术，集机、电、液、测于一身的高技术重大装备，是多种技术的综合集成，配套项目多，涉及上万个零部件和五六十个学科。由于受到中国机械零部件制造业、电子产业基础较为薄弱的制约，相当比例的国产零部件的质量、稳定性、先进程度都落后一些发达国家的同类产品。目前国内所使用的掘进机大部分是整机进口，少量的是在国内企业生产一部分机械件，其余部件均靠进口，在国内完成装配。由于国外公司控制着核心技术和集成技术，同时，国产设备所需部件中包括大型轴承、液压马达、泵、检测元件、特殊刀具等关键件目前大多需要通过进口，直接导致掘进机价格居高不下，在很大程度上制约了国产掘进机在隧道施工中的广泛应用。

近年来，中国隧道掘进机自主化程度大幅提升。隧道掘进机的11项关键技术有6项国产化率超过90%，还有3项达到50%，整机国产化率达到40%。但总体看来，中国隧道掘进机的零部件仍过于依赖进口，国外零部件供应商的议价能力相对较强。

行业下游议价能力分析

目前国外隧道掘进机由于其高附加值及精良制造工艺，在国内市场占据了85%左右的市场份额，欧洲和日本等公司的隧道掘进机在中国隧道掘进机市场占主导地位。相对比的是，国产隧道机存在地质适应性较差、缺乏砂卵石和岩石地质使用的经验和业绩，在国内市场上难以与国外品牌竞争。

由于国产设备不能保证质量，在价格上又没有明显优势，目前国内隧道工程建设方的崇洋媚外行为较为严重，比如甲方要求买国外产品使得施工单位在投标过程中只能与国外联合，全部从国外进口设备。如广州、深圳、北京、南京等城市地铁施工，主要从工程进度、减少施工风险出发，对国内产品缺少信心，不愿用、也不敢用本土企业的产品。而钟情于国外品牌的隧道工程项目不止城市地铁隧道工程，如南水北调工程中也大量地使用着国外品牌的隧道掘进机。

目前国内隧道掘进机市场上，国外品牌的垄断地位将在较长时期内难以撼动，国内较多施工单位对高新产品过分追求，导致很多工程项目招投标时不计成本，使得国外隧道掘进机产品的价格一直居高不下，工程招标方的议价能力较为薄弱。

行业替代品威胁分析

当隧道（洞）长度过长时，用常规钻爆法进行隧道施工将需要相当长的工期，隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。

根据国外实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时，采用TBM进行隧道施工是经济的。TBM最大的优点是快速。其一般速率为常规钻爆法的3-10倍。此外，采用TBM施工还有优质、安全、有利于环境保护和节省劳动力等优点。由于TBM提高了掘进速率，工期大为缩短，因此在整体上是经济的。

由于科学技术的不断迅猛进步，现在TBM可以适应较为复杂的地质条件，从松散软土到极坚硬的岩石都可以应用，使用范围日益广泛。TBM已在全球长隧道工程中得到越来越多的应用，并且其技术水平日益得到提高，在未来较长的时间内均难有替代品出现。

行业新进入者威胁分析

由于掘进机占用资金量大、进入门槛较高，技术附加值突出、制造工艺复杂、维修服务成本大等特点，都决定了它的准入门槛较高，特别是在没有具体订货合同时，在一个需要相对较大资金投入的项目面前，单靠企业自身完成风险极大，对大多数企业而言困难较多。

近十年来，上海、北京、广州等很多地方企业在"市场换技术"原则下与国外企业合作，但所谓的合作，实际是由外商总承包及技术负责，国内合作企业只承担结构件制造及组装。结果这些合资企业也仅成为国外品牌的组装工厂，隧道掘进机的核心技术、关键零部件、控制系统，国内合作方并不了解，更谈不上掌握。因为隧道掘进机的制造是根据地质条件进行的，地质情况不一样盾构机配置也不相同，刀具也不尽相同。隧道掘进机是机电、土木相结合的产物，自动化、智能化程度非常高，这些核心技术外资企业是不可能拱手相让的。

故而隧道掘进行业的新进入者威胁较小，国内一些重机生产企业通过与国外企业合作的方式进入隧道掘进机领域，也只是这些国外企业通过"改头换面"，以更好地渗透中国隧道掘进机市场。

行业竞争现状分析

中国大约有85%的隧道掘进机依赖进口，欧洲和日本等公司的产品在中国的隧道掘进机市场上占主导地位。其中，占据欧洲大半市场份额的海瑞克、产量居世界首位的三菱重工表现最为抢眼，在国内占据了较大的市场份额。而在本土企业中，国内除隧道股份、北方重工外，还有二重、上重、大重和首钢等企业，独立进行隧道掘进机的生产或与德国海瑞克、美国罗宾斯等外资合资、合作生产。

目前，在国家产业政策的大力支持下，由中国隧道掘进机企业自主创新的国产隧道掘进机已经成功打破国外的垄断地位，并在技术、质量等方面紧紧追赶世界。尽管由于历史的原因，国产隧道掘进机在总体实力上与国外顶尖水平还有不小的差距。