全球φ9 m以上大直径岩石隧道掘进机数据统计

自1960年罗宾斯首台φ9.0 m敞开式TBM应用于美国的Oahe大坝项目，大直径岩石隧道掘进机(本文所指大直径岩石隧道掘进机均指直径9 m以上的岩石掘进机)得到了越来越多的应用，截至目前全球共有81个项目采用或计划采用大直径岩石隧道掘进机施工，共计131台，累计施工长度将超过1 000 km。全球大直径岩石隧道掘进机数据统计见表1。其中部分工程的设备应用情况见表2。

表1 全球大直径岩石隧道掘进机数据统计

表1(续)

表1(续)

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表2 表1中部分工程的设备应用情况

表2(续)

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将大直径岩石隧道掘进机发展历程划分为1960—1969年、1970—1979年、1980—1989年、1990—1999年、2000—2009年、2010—2021年6个阶段，各阶段采用大直径岩石隧道掘进机施工的工程项目数量和设备台数统计结果见图1。各阶段设备类型及数量统计见图2。

图1 各阶段采用大直径岩石隧道掘进机施工的工程项目数量和设备台数统计

图2 各阶段大直径岩石隧道掘进机类型及数量统计

从图1和图2可见，工程数量、设备台数逐渐增多，设备的类型也由单一的敞开式逐步增加至5种。

将大直径岩石隧道掘进机按照直径大小进行划分，各直径范围的岩石隧道掘进机施工项目数量和设备台数统计结果见图3。各直径范围的设备类型及数量统计见图4。目前最大直径的岩石隧道掘进机(直径15.08 m单护盾TBM)由中铁装备正在制造，将应用于格鲁吉亚南北公路隧道。

图3 各直径范围的岩石隧道掘进机施工项目数量和设备台数统计

图4 各直径范围岩石隧道掘进机类型及数量统计

由图3和图4可见，直径越大，工程数量和设备台数相对越少；随着直径的增大，其他4种类型的设备台数减少，唯单护盾TBM 11 m级(11 m≤D<12 m)的台数最多，9 m级、10 m级、12 m级和13 m级以上的台数相差不大。

对131台大直径岩石隧道掘进机的设备类型、数量及占比进行统计，结果见图5。

图5 不同类型大直径岩石隧道掘进机数量及占比统计

可见，在大直径岩石隧道掘进机发展初期，美国罗宾斯为主要的设备制造商；1990年后随着德国海瑞克的加入，罗宾斯和海瑞克成为最主要的2大设备制造商；2000年后又有日本川崎重工、意大利SELI等制造商加入；2012年后，随着中国隧道装备制造业的发展，北方重工、中铁装备、铁建重工也逐渐加入到大直径岩石隧道掘进机制造商阵营中。

从开始应用阶段由于设备类型单一、选型不当、地质不适应等造成掘进困难、被迫更换设备及工法、乃至发生坍塌、掩埋等事故，到如今大多数工程掘进顺利、应用情况良好，经过60多年的发展，大直径岩石隧道掘进机装备制造不断改进、优化，制造水平不断提高，施工技术不断进步，机型也更多，同时出现了双模式掘进机，相信未来大直径岩石隧道掘进机会有更广阔的应用空间，创造出更多新的掘进记录。

说明与致谢：

本文数据来源于部分大直径岩石隧道掘进机设备制造商以及公开的文献、资料，如有疏漏，敬请海涵，欢迎指正。

感谢中铁装备孙恒、李超杰，铁建重工张帅坤等提供数据支持。