中国超大直径盾构法隧道市场发展形势分析

王 平 （上海隧道工程有限公司，上海 200082）

1 超大直径盾构法隧道的定义

盾构法隧道是采用盾构施工的专业设备—盾构机（多为圆柱体的钢组件）沿着隧道设计轴线，在刀盘和盾壳的保护下，承受四周水土压力，发挥盾构刀具的切削作用，对前方土壤进行挖掘。同时向前推进，同步完成挖掘、排土、衬砌等作业，最终完成隧道建设。

在行业内，超大直径盾构法隧道主要是从采用盾构法建成后的隧道衬砌外径这一指标来界定的。虽然目前国内外并没有对何为“超大直径”有着非常准确、非常严格的界定，但在盾构法隧道建设领域内，有为数众多的业内人士认为：“建成后的衬砌外径≥14 m 的盾构法隧道就是超大直径盾构法隧道”。

笔者认为在当前形势下，或者在未来的 5～10 a 内，上述对超大直径盾构法隧道的定义还是比较符合市场实际的，但应以动态的、变化的视角来看待这个定义。当前，盾构法隧道建设发展迅速，不断出现施工技术、盾构装备等方面的重大突破，盾构机直径也在不断增大，也为未来建设更大直径的盾构法隧道提供了可能，或许将来对超大直径盾构法隧道会有新的更合理的解释。当然，盾构法隧道的直径并不会无休止地增大，因为即使解决了设备研发上的制约问题，制造再大的盾构机从设备的角度也是可行的，但考虑到经济性、城市交通的现有规划布局及对车道数量的实际需求，过大直径的盾构法隧道则并不一定会有市场。

2 中国超大直径盾构法隧道的市场发展过程

世界上第一条超大直径盾构法隧道是位于亚洲的东京湾海底隧道[1]。工程于 1989 年开工建设，1997年贯通，8 台φ14.1 m 的超大型泥水平衡盾构机在长距离（海底隧道全长为 9.4 km）、高水压的软弱黏土层中推进，条件之苛刻堪称世界隧道掘进史上少有。东京湾海底隧道的成功建设，使超大直径盾构法隧道越来越多的为人们所关注，也推动了这一领域的发展。

中国首条超大直径盾构法隧道（也是世界上第 6 条超大直径盾构法隧道）是由上海隧道工程股份有限公司于 2003年 12 月开工建设的上海上中路隧道[1]。工程采用φ14.8 m 泥水气压平衡盾构机施工，隧道全长 2 554 m（双线长度），于 2009 年正式通车。上中路隧道也是世界上第一条双孔双层双向八车道的越江公路隧道。

继上海上中路隧道的成功建设后，中国开启了超大直径盾构法隧道建设的浪潮，并且在盾构机的直径上不断出现新的突破，也在盾构法隧道的建设上不断刷新纪录。2006 年，上海开始建设长江隧道，盾构机直径达到了φ15.4 m，为当时世界第一；单次掘进 7.5 km 为目前世界第一。2013 年，香港屯门至赤鱲角海底隧道开始建设，采用φ17.6 m 的迄今为止最大的泥水气压平衡盾构机施工。

根据中国土木工程学会市政工程分会统计，截至 2019年 10 月 31 日，在世界范围内，超大直径盾构法隧道工程数量（含已通车、已贯通和在建）为 52 个，其中国外 16 个，中国大陆地区 34 个，中国香港地区 2 个。由此可见，中国在超大直径盾构法隧道领域虽然起步较晚，但发展非常迅速，在世界范围内的市场占有率高达 69%。至 2019 年 10月 31 日中国建成、在建超大直径盾构法隧道工程见表1。

表1 中国建成、在建超大直径盾构法隧道工程汇总

从表1 中可以看出，超大直径盾构法隧道在中国的发展呈现出市场发展潜力越来越大、建设发展步伐越来越快的趋势。2003 年至 2012 年，中国累计开工建设的超大直径盾构法隧道共有 1 1个，并且都集中在长三角经济发达地区，其中上海 7 个，南京 2 个，杭州和扬州各 1 个。笔者将这 10 年定义为超大直径盾构法隧道在中国发展的探索和初试阶段。在这一阶段，超大直径盾构法隧道的建设经验比较缺乏，应对未知风险的能力较差，在施工技术上很大程度依赖于国外专家的支持，发展速度较慢。经过了 10 a 的积累和沉淀之后，2013 年至 2019 年的 6 a，超大直径盾构法隧道取得了快速的发展。从数量上来看，建成或者在建的超大直径盾构法隧道工程达到了 25 个；从地域上看，长三角地区依然是发展最为迅速的地区，同时珠三角地区、以武汉和长沙等地为代表的中部地区市场发展也比较快，体现了市场从单一地区向全国超大型城市广泛扩散的发展形势。笔者将2013 年至 2019 年的 6 a 定义为超大直径盾构法隧道在中国发展的稳定和成熟阶段，市场发展迅猛，中国在施工技术、重大装备和施工管理等方面均取得了重大突破。在 20 多个工程项目实践的有力支撑下，我们经受住了软土地层、复合地层等各种复杂地层的考验，战胜了隧道断面内分布着“上软下硬”、“大量孤石抛石”等世界级难题的挑战，国产超大直径盾构机逐步被采用，这些都为超大直径盾构法隧道在中国的发展提供了保障，也为将来更广阔的市场发展空间提供了有力支撑。

3 超大直径盾构法隧道市场孕育的条件

从 1989 年世界上第一条超大直径盾构法隧道—东京湾海底隧道开工建设以来，超大直径盾构法隧道已经历了三十多年的发展。从 2003 年上中路隧道建设以来，中国超大直径盾构法隧道也走过了 17 年的发展历程，在这 17 年里，中国超大直径盾构法隧道的建设速度之快、发展之迅速，远超世界平均水平。随着中国经济持续的稳定高速发展和城市化进程的不断加快，超级城市、大城市越来越多，对城市交通建设的要求越来越高，而超大直径盾构法隧道凭借其自身的优越性，受到了更广泛的关注，其市场发展的速度也越来越快。

总结国内外超大直径盾构法隧道建设的实施背景和建设过程，不难发现，超大直径盾构法隧道被需要和最终能够建成，除了技术和装备等方面的重要保障外，站在市场的角度，可简要概括为以下 2 个方面原因。

(1) 交通上要有需求。如：城市中有大江大河制约着两岸交通一体化的发展，进而影响城市经济、文化等多方面的沟通和交流。与世界上许多国家一样，中国的水系也比较发达，境内的两大河流自西向东流经许多省市，其中黄河流经九省，而长江更是将包括重庆、武汉、南京、上海在内的37 个地级及以上城市分隔为两部分。同时，许多城市内部也分布着大江大河，从地理上将城市割裂开来，如黄浦江将上海分隔为浦东和浦西，湘江将长沙分隔为河东和河西，钱塘江将杭州分隔为江南和江北，长江和汉江并流将武汉分隔为武昌、汉口和汉阳三块等。这些江河在城市交通的一体化发展上始终成为绕不开的难题，经过多年的探索和追求，越江隧道、桥梁应运而生。

此外，除了满足穿越江河的需求外，随着超级城市的进一步发展，核心城区的原有交通状况已不堪重负，交通拥堵状况不断加剧，市民交通出行的幸福指数在下降，城市进一步发展的瓶颈也越来越明显。在这样的形势下，选择合适的方式加密城市核心区的快速通道数量迫在眉睫，而采用超大直径盾构法隧道施工无疑是非常好的选择，因为隧道空间大，空间利用率高，在城市核心区地下空间稀缺和多次施工不现实的情况下，采用超大直径盾构法施工，可通过一次建设达到更多车道、公铁同行等目的。

(2) 经济上要有保障。从许多城市的建设历程来看，城市发展初期，多以桥梁形式过江。主要是因为在过去，超大直径盾构法隧道施工在技术、装备等方面还不够成熟，超大直径盾构法隧道施工的风险比较高，造价也非常高昂，城市规划、交通建设等政府部门更愿意选择桥梁这一在当时风险更可控、造价更低的方式。当然，在桥梁建成的同时，其影响范围内的城市地面空间也就被永久性地占用了，对后续的城市空间优化和地面交通升级改造等构成了制约。

近些年来，超大直径盾构法隧道施工已经非常成熟，工程造价也更加合理，但不可否认的是，与桥梁的造价相比，隧道的造价要高出很多（仅从工程造价的角度，如果从总投资的角度考虑不同的项目会因实际情况不同而有一定的差异，考虑经济效益和社会效益等则又是另一个层面上的问题，不做展开论述）。这成为目前许多城市在隧道和桥梁之间做选择时的重要影响因素。尽管很多地方政府部门越来越意识到盾构法隧道施工的优越性，也进行了颇具深度的方案分析和工可论证，最终也证明了盾构法隧道是最好的方式，但针对这种超大型的重点工程，少则十几亿，多则几十亿、上百亿的工程造价，往往因地方财政负担过重而无限期搁置。

4 中国超大直径盾构法隧道的市场分级

根据中国建成、在建以及在未来的 3～5 a 内有规划拟建的超大直径盾构法隧道的市场分布来看，超大直径盾构法隧道主要集中在东南沿海地区的一线城市、中部经济发达的省会城市，笔者进一步将市场分为一级市场、二级市场、三级市场 3 级。

4.1 持续、规模化发展的一级市场

包括上海、江苏、浙江、湖北和广东 5 省或直辖市，超大直径盾构法隧道已经呈现出规模化且非常稳定的发展形势，特别在直辖市或省会城市，基本上可保证每年 2 条以上的超大直径盾构法隧道建设规模。长三角一体化、粤港澳大湾区、长江经济带等的提出，为这些市场超大直径盾构法隧道的建设更是提供了后续动力。

上海是盾构法越江隧道的发源地，也是发展最为迅速、建设最稳定的城市。至 2019 年 10 月底，上海已经建成（含贯通但尚未通车的）的超大直径盾构法隧道 11 个，正在建设尚未贯通的超大直径盾构法隧道 2 个，接下来的市场仍然非常广阔。在越江公路隧道方面包括即将实施的芦恒路-银都路越江隧道、北横通道东段等；处于方案前期设计阶段的漕宝路快速路工程、南北大通道工程等。在市域铁路方面，为进一步实现长三角高效协同，市域铁路将呈现规模化、网格化发展态势，到 2035 年，总运营里程将达到1 157 km。先行实施的两机场联络线主线长 68.6 km，其中采用 14 m 以上的盾构机施工的总里程近 40 km。2019 年 6月 28 日，两机场联络线工程正式开工，宣告采用超大直径盾构法建设市域铁路在上海正式拉开了序幕。

同样，江苏省的超大直径盾构法隧道建设的市场前景也非常广阔。目前江苏省过江通道建成 14 座，在建 4 座。《江苏省长江经济带综合立体交通运输走廊规划（2018年—2035 年）》中提出，江苏省将加快长江过江通道建设；至 2035 年，已建和在建过江通道数量达 36 座，长江两岸相邻县级节点基本实现直连快通。

4.2 不连续、短期内难成规模化发展的二级市场

在包括湖南、安徽、山东 3 省的二级市场里，或有已经建成的超大直径盾构法隧道，或有正在建设的超大直径盾构法隧道，这些地区均有强烈的市场需求，也有一定程度的经济保障。如湖南长沙，作为长江中游城市群和长江经济带重要的节点城市，近年来经济发展迅速，2018 年全年，长沙实现生产总值 1.1 万亿元，名义增速为 7.77%。随着长沙市城市快速发展，特别是湘江西岸国家级发展新区湘江新区的发展，跨湘江通道的交通瓶颈问题越发受到政府重视。目前，在长沙境内的湘江有 8 桥 2 隧共计 10 座（条）过江通道，其中 2013 年通车的南湖路湘江隧道为第 1 条采用盾构法施工穿越湘江的隧道（采用φ11.65 m 的大直径泥水平衡盾构机施工），2019 年湘江之下的首条（也是湖南省首条）超大直径盾构法隧道—湘雅路过江通道正式开工建设，隧道外径为 14.5 m，隧道主线为双孔双向 6 车道。长沙虽然有超大直径盾构法隧道规模建设的潜力，但在短期内，受到政策、财政等因素的影响，超大直径盾构法隧道连续性、稳定性、规模化建设的难度还比较大。如 2019 年长沙重点推动的另一条超大直径盾构法隧道—兴联路通道工程，根据批复的工可方案，拟采用 15 m 级的超大直径盾构法隧道施工，2019 年 4 月，长沙市公共资源交易中心上正式发布了该工程的初步设计招标公告，计划初步设计完成后，采用 EPC 的模式在年内进行开工建设。此后，基于地方财政负担过重等考量，暂停了初步设计招标，开始进一步研究更为节约资金的桥梁方案，目前项目仍在搁置中。

4.3 有规划但至今没有项目落地的三级市场

笔者将江西、福建、黑龙江、云南、海南等 5 省和重庆市划分为三级市场。在这些市场中，对超大直径盾构法隧道有着不同深度的设想、规划和探索，并受宏观政策、地方经济发展水平和财政能力等情况的限制，多年来始终处于摇摆的状态，至今不曾有超大直径盾构法隧道项目进入真正的实施阶段。

如福建省的泉州市，为了进一步加强泉州市区和晋江城区的联系，更好地激发城市发展和经济建设的活力，拟在泉州市丰泽区和晋江市陈埭镇之间修建过江通道—泉州东海通道。经过了多年的论证和方案比选，采用的方案逐渐清晰，基本确定采用超大直径盾构法施工。目前，项目处于深化设计阶段，但据了解，影响项目推进进度的关键因素并不是方案本身和实施程序问题，面对 52.4 亿元的总投资，如何落实好建设资金是关键中的关键。

在三级市场中，有不少城市对超大直径盾构法隧道都有过或正在进行方案比选和论证，有的项目已经规划论证了很多年（如重庆兜子背两江隧道目前仍然停留在规划设想阶段），但短期内还难以有实质性的进展。当然，在三级市场中某些规划的超大直径盾构法隧道，其实施与否可能影响因素是比较聚焦和单一的，随着国家区域发展战略的深化、宏观经济政策的调整、当地经济发展水平的提高和财政状况的改善等等，当仅存的制约因素可以合理解决后，项目很可能就进入到实质性的实施阶段，而解决制约因素所需要的时间长短很难判断。

5 中国超大直径盾构法隧道未来市场发展展望

纵观近年来中国超大直径盾构法隧道高速发展的实际情况以及目前市场的迫切需求，在城市交通规划和建设中越来越多地关注和采用超大直径盾构法隧道将是大势所趋，未来市场将呈现出稳定的、快速的总的发展趋势不会改变。目前全国各地大型城市中有实施计划的，包括在进行方案论证探索的或设计方案深化的或等待招标开工建设的项目多达几十个，这些项目中的大部分将在未来的几年内得以实施落地。

从市场发展的优先级来看，项目从规划到最终实施，必然先向水系发达的超大型城市倾斜。在这些市场里，超大直径盾构法隧道已经呈现出稳定的、持续的规模化发展，并且有经济上、交通流量上的必要保障，实施条件更加成熟。此后随着二、三线城市的进一步发展，交通拥堵等情况将不断加剧，对超大直径盾构法隧道的需求将会越来越强烈，方案成熟、程序完备的项目将随着经济状况的改善（或通过 PPP等方式实施以解决建设资金问题）得以实施。

当然，无论是一级市场还是二级、三级市场，项目最终能否落地肯定会受到宏观环境的深刻影响，超大直径盾构法隧道的市场也将随着建筑业的整体波动形势出现高峰和低谷。近两年全国有数十条超大直径盾构法隧道处于待建的状态，反映出了市场的热度，但不难发现，在建筑业经历了多年的一路高歌猛进后，国家进一步强调稳中求进的工作总基调，进一步规范地方债务管理，警惕地方负债风险向建筑业转嫁，在这种背景下，建筑业的增速已经放缓，新签合同额的增幅更是出现了较大的下降，这将对规划或待建中的许多项目产生较大的影响。预计一级市场中的一些项目将推迟实施，二、三级市场的发展步伐将进一步延后。在接下来的3、4 a 内，中国超大直径盾构法隧道的市场发展速度将会有所放缓，但预计仍可以维持在每年 2～4 个项目开工建设的水平，而 3、4 a 过后，将迎来新的发展高峰，无论是在市场发展的深度还是广度上将会呈现更高的水平。