中国最大直径盾构机出海 产业从“跟随”到“引领”仍面临挑战
近日,江苏太仓港国际码头,一台披著“中国红”的巨型装备——“中铁1459号”盾构机在龙门吊牵引下缓缓装船。这台开挖直径达15.7米的设备由中国中铁工程装备集团有限公司(中铁装备)自主研发,是中国出口海外的最大直径盾构机,将用于澳大利亚西部港湾隧道项目。此次出口标志著中国盾构机进入“全球定制化”时代,展现了从“跟随”到“引领”的产业蝶变。然而,主轴承等核心技术瓶颈、智能化水平不足及人才短缺等挑战,仍待破解。
在中铁装备盾构车间外,“践行三个转变、推进制造强国”的标语醒目,车间内四条生产线正全力运转,工人们忙于焊接、组装与调试。中铁装备拥有国内最大盾构/TBM研发制造基地,累计出厂超1700台设备,连续8年产销量全球第一,产品出口34个国家和地区。
回顾本世纪初,中国盾构机市场被德国、日本等国际巨头垄断。2002年,广州地铁2号线一台进口盾构机价格高达1.5亿元,维修需外国工程师高价指导,核心技术被严密封锁。为打破技术壁垒,中铁隧道集团联合清华大学等科研机构,历时6年攻克覆合式刀盘设计、主轴承国产化等30余项技术。2008年,直径6.3米的“中国中铁1号”盾构机下线并成功应用于天津地铁,终结“洋盾构”时代。
2022年,2900吨的“中铁1418号”盾构机出口意大利,标志中国超大直径盾构机进军欧洲高端市场。如今,国产盾构机核心部件国产化率达98%,直径从6米跨越至16米,智能化技术成为核心驱动力,全球市场份额达70%,在雅万高铁、海太长江隧道等项目中屡创纪录。
尽管取得辉煌成就,中国盾构机产业仍面临瓶颈。主轴承等高端核心部件依赖进口,成本占整机15%,国产7.6米级主轴承寿命较国际领先水平低40%。2025年某海外高铁项目招标中,德国企业凭借智能“云端盾构管家系统”中标,中国企业因智能化技术不足落选。
全球盾构机市场呈现中、德、日“三极竞争”。中国凭成本优势与快速响应占据70%中高端市场;德国以技术垄断与全生命周期服务领跑高端市场;日本则专注高精度与定制化,抢占硬岩掘进订单。2025年东南亚轨道交通项目中,日本三菱重工凭借“双模盾构机+本地化组装”缩短40%交付周期,凸显中国企业在数字孪生技术上的短板。
中铁装备总工程师贾连辉表示,盾构机涉及上万零部件,融合机电、光学等多学科,面临数据挖掘、知识传承等难题,需借助AI解决高端制造挑战。然而,行业数据分散,企业间标准不统一,数据共享困难。某海底隧道项目因数据格式差异,BIM模型整合耗时3个月,导致工期延误。
人才短缺是另一挑战。据中国工程机械工业协会报告,到2030年,盾构机产业技术人才缺口将达30万人,高端设计师平均年龄达45岁。跨学科人才匮乏,懂地质与AI的复合型人才培养成本高昂,产学研脱节问题突出。
为应对挑战,中铁装备联合清华大学,基于AI打造智能机器人,将关键零部件加工误差控制在微米级,建成行业首座盾构智能工厂。中铁隧道局2016年建立首个分布式盾构TBM大数据中心,并联合业界发起大数据挖掘共同体,推广“先锋·隧道大模型”,提升工程效率与安全。
广东的模块化培养模式提供借鉴,将盾构操作拆分为7个岗位,缩短40%新员工培养周期。日本三菱重工的全球人才轮岗计划则促进技术交流与国际化视野,为中国企业提供启发。
中国工程院院士钱七虎评价,中国盾构机从引进到自主创新,走出了一条特色发展之路。当前,产业正加速攻克主轴承、PLC等“卡脖子”技术,推进智能化、绿色化转型。唯有以数据贯通全链、以人才驱动创新,中国盾构机才能在全球竞争中续写辉煌。