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面对不断增长的基础设施需求,印度政府已允许私营企业参与基础设施的建设.印度政府给予承担基础设施建设的企业为期五年的免税期,这给印度工程机械设备市场的发展带来了机遇.但受各种因素的制约,印度的工程机械制造业目前发展较弱.目前,印度当地只有28%的机械能适应国内市场,而且印度工程建筑企业在本地购买工程机械需要至少两年才能投入使用,但购买中国的工程机械只需六个月就能立即到工地投入使用.
所以,中国的工程机械比印度本地的工程机械更有竞争力.除此之外,印度工程建筑企业逐渐放弃购买德国、日本、美国等大国的工程机械,因为中国的工程机械比德国、日本、美国的机械更具性价比优势,能更迅速地投入使用.由此可见,印度对中国工程机械需求将大增.
此外,亚洲国家中的越南,在未来10年将有1600亿美元的项目可待开发,包括5000公里的高速公路,300至400公里的铁路和许多港口.与印度的做法类似,越南也开启了民用资源与海外投资对基础设施领域投资的许可,越南国家建设部表示,海外投资者在胡志明市也开始寻找更多的房地产开发项目,政府已经对这些类似房地产项目发放许可证.
同时,我国北方的邻居蒙古国依靠丰富的矿石资源,在近年来经济增速明显,政府也有意扩大在基础设施方面的投资.
东南亚国家的泰国,正在东盟经济共同体的共同主导下,计划将投入900亿美元投资基础设施建设项目,作为东盟的中心,泰国政府曾表示在确保区域内的互连互通上发挥重要作用.目前,泰国政府计划中的项目有泰国-老挝高速铁路、泰国洪水防控管理等工程.
在印度尼西亚,随着基础设施建设对工程机械和设备的需求,政府用于公路、铁路、港口、机场、发电站等项目的投资共计2,300亿美元.据印尼媒体报道,印度计划增加1万2100公里的铁道线.
亚洲市场对于基础设施上的投资利好,无疑都会是目前低迷的国内工程机械企业的巨大诱惑,有专家曾表示中国需要在亚洲市场不断增大影响力,仅东南亚的市场未来前景都将超过中国本土,亚洲地区国家的工业化建设是中国包括工程机械产业在内的装备制造业千年难得的发展良机,这45%以上的国际化“半壁江山”中国工程机械产业必须重点把握.
美洲市场：“拉丁舞曲”正酣
在美洲市场中的北美,美国作为工程机械产业大国在其市场份额在全球占比达到20%以上,工程机械产品在美国进出口贸易中占有重要地位,日前,汇丰银行报告曾指出,2013年～2015年,美国工程机械出口对美国出口增长的贡献达到21%,2015年将成为美国商品出口最大类别.2016年到2020年,工程机械出口将占到美国出口总额的25%,2021年到2030年这一占比将达到26%.
目前,位于北美洲但是属于拉丁美洲的北美国家墨西哥已成为拉美地区33个国家中仅次于巴西的第二大经济体.媒体评价墨西哥是“离上帝很远,离美国很近”的地方,凭借独有的地利之便,墨西哥制造业实现了近10年的爆发性增长,已建立起相对健全的工业生产体系和基础设施保障.由此在工程机械产业方面2012年3月30日,全球工程机械巨头美国卡特彼勒近水楼台,宣布将在墨西哥的圣路易斯波托西建立一个新型零部件配送中心,以进一步拓展在该地区的零部件分销网络；而徐工特机也将墨西哥作为扩大海外市场辐射范围的重要目标,将力争以其为基地,全力开拓小型装载机在南美的市场.
2013年中旬,墨西哥总统培尼亚宣布了《2013-2018年交通和通信领域基础设施建设投资计划》.计划称,墨西哥政府将在2013-2018年间投入至少4万亿比索（约合3157亿美元）用于基础设施和能源领域,这一计划的投资总额相当于墨西哥2012年GDP总额的25%.另外其中约三分之一的投资、也就是1.3万亿比索（约合1026亿美元）资金将用于改善交通和通信领域的基础设施建设状况.
根据计划,今后六年墨西哥将新建或改建总里程约5410公里的15条高速公路、29条国道、7个港口、7座机场,还将扩大全国的互联网接入、消除电信领域的数字鸿沟.对此,培尼亚表示,多模式基础设施发展项目主要有三个目标,“第一,发展物流网来减少运输成本,提高安全性,使得墨西哥生产的产品有更大的价值.第二,推动区域均衡发展.第三,通过建设更快、更安全、更经济的交通和电信基础设施来提高墨西哥人的生活质量.”
墨西哥政府不断强调着基础设施的重要性,这带给全球工程机械产业的是对美洲市场更多的想象空间.在墨西哥大有成为美洲工程机械新桥头堡的局面下,南美国家的基础设施建设热情同样可观.据媒体报道,包括世界第六大经济体巴西在内的南美洲各国,近些年来一直保持着旺盛的基建需求.根据一家智利投资信息咨询机构近日报告,智利、秘鲁、哥伦比亚和巴西等南美四国在2012-2021年间将在基础设施领域投资5008亿美元,重点建设交通、市政设施、电信、饮用水和卫生设施、水利基础设施和城际公路等,其中大部分将有政府和私人投资,并对外资开放.因此,南北美市场对于工程其中、路面、土方和混凝土等工程机械需求量巨大,对中国的工程机械企业来说无疑是一个巨大的机会.
挺进欧洲淘金非洲
这些年来,由于大部分欧洲国家在欧元问题上遇到挫折客观上让中国工程机械产业抓住了机会,多年来占据世界主导地位的欧洲混凝土机械巨头一一被中国工程机械企业收购.在中国工程机械产业整体实力不断的提高下,中国工程机械产品具备了竞逐欧洲市场舞台的资格.目前,据中国工程机械工业协会副秘书长王金星介绍,中国工程机械产品几乎已经出口到欧洲所有国家.同时他指出,我国对俄罗斯、德国、英国、比利时、意大利、荷兰、瑞典、法国等国的出口额均超过了1亿美元,欧洲在中国工程机械海外格局中的重要地位正日益凸显.
作为与我国接壤的欧洲国家俄罗斯,从2000年起,俄罗斯成为世界上建筑领域发展最快的国家之一.其建筑市场每年增长达10-15%由此带动了工程机械市场的需求量,近年来随着两国在政治经济相关领域的关系不断升温,中国工程机械企业纷纷进入俄罗斯市场.三一与中联是较早进入俄罗斯市场的中国企业,在2013年两家均有不同程度的斩获,而山推与山河智能在2013年各自高调进军俄罗斯,凸显了俄罗斯市场的价值.
当下的欧罗巴,是中国工程机械仅次于亚洲与非洲的重要出口市场.近年来,随着海外市场的不断拓展,国内工程机械企业对欧盟高端市场日益重视,出口到欧洲的产品数量也越来越多,与欧盟的联系日益紧密.
对于非洲工程机械市场,2013年有媒体曾经以“串起珍珠”来形容非洲国家工程机械市场的丰厚.拥有世界上最富饶的水力资源刚果（金）、国内生产总值约占撒哈拉以南非洲国家经济总量的三分之一“彩虹之国”南非、素有“黄金海岸”之称的加纳,非洲国家对于国内工程机械行业而言,可谓处处蕴藏着前进的能量和动力.
在前些年来,中国建筑承包企业对于非洲市场的开拓是客观的,同时在2000年至2011年,中国政府向51个非洲国家援助了1673个项目,援助总额约750亿美元.在我国软硬实力共同作用下,非洲已经成为中国第二大承包工程市场,非洲第一人口大国尼日利亚和安哥拉更是中国对外承包工程业务最多的两个国家.2013年第五届金砖国家峰会在南非召开,峰会上,金砖国家达成了《非洲基础设施联合融资多边协议》,以满足非洲大陆的快速增长及其导致的基础设施资金方面的巨大需求.
结语：在整个西半球的版图上欧洲与非洲都将会是中国工程机械“掘金”的圣地,而在更广阔的地球表面上,处处涌动着的建设机遇都在召唤着羽翼渐丰的中国工程机械企业们.在
机会面前,包括徐工、三一、中联等国内工程机械企业都早早的全球布局,甚至在南极也有活跃着的中国工程机械企业柳工的挖掘机.我们知道,全球化大潮下全球各地的工业化市场都将是中国制造的竞逐之地,不断占据海外市场尤其是具有快速增长潜力的新兴市场更是中国工程机械行业能否延续辉煌的重中之重,不景气大背景下的中国企业们何以摆脱萧条,国际化大道已然时不我待.摘 要：近几年,TBM正成为我国长大隧道施工的最主要施工方法,本文主要简述了TBM的起源和发展,主要分类,构造和原理以及在国内工程中的应用.
关 键 词：TBM；发展；应用
引言：
TBM是英语TunnelBoringMachine（隧洞掘进机）的简称,是利用回转刀具开挖,同时破碎洞内围岩及掘进,形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械.它具有速度快、质量优、费用低、施工安全等优点,具有很好的生态环境、经济和社会效益,现已广泛应用于铁路、公路、水利、水电、城市地铁、越江和海底等隧道工程,也正成为我国今后长大隧道设计施工最主要的施工方法.
1.TBM的起源和发展
TBM先驱者是一个是叫亨利-约瑟.毛瑟的比利时工程师.1846年,毛瑟的“片山机（mountain-slicer）”在都灵附近的一个军工厂组装成形.他庞大而复杂,体积超过一节火车头,他有一百多个钻头.整个机器俨然就是凸轮,拉杆,活塞和弹簧的丛林.不论实用与否,它确实是沉思的产物.毛瑟的片山机虽然没有经过实践检验,但却是公认第一台TBM.
1952年,美国的詹姆士.罗宾斯将索镐与滚刀相结合,试图克服第一台掘进机TBM中存在的刀具问题,但初期的试验均失败了.4年后,罗宾斯再次仿照100年前的威廉斯的设计,即只采用滚刀,此次成功了.此后,TBM掘进机的应用得到了很大推广,从软岩到硬岩,均取得了成功.在刀具和其他机械系统方面,也做了许多改进和发展,使TBM在硬岩中的掘进速度超过了钻爆法的掘进速度.
TBM的诞生实现了隧洞建设者们的理想.它为隧洞施工走向机械化、标准化创造了条件,使施工程序大大简化,开挖、衬砌、出渣同步进行,基本实现了流水线作业,独头掘进可达15到20公里.在硬岩中TBM的平均日进尺率为钻爆法的5-8倍,TBM掘进技术除了有较钻爆法快速掘进的优势外,还为隧洞工作者提供了更为安全、文明的施工条件,取消了不必要的支洞和相应的临建设施,减少了施工对围岩的扰动,由此带来的经济效益、时间效益和社会效应是巨大的.
2.TBM的类型
TBM的类型主要是按围岩地质条件划分,一般分为岩石隧道掘进机和软土隧道掘进机两个大类：
岩石隧道掘进机,国内一般称为TBM,用于岩石隧道施工,初期支护多采用锚杆喷射混凝土支护,大部分还有二次衬砌,最终成型隧道,不过也有采用类似盾构管片形式一次成型的.硬岩TBM可分为开敞式TBM和护盾式TBM,从地质角度来讲,软弱围岩所占比例较大的隧道一般选用护盾式TBM,而岩石稳定性好、软弱围岩较少的隧道一般选用开敞式TBM.此外还要根据工程设计、工期及工程造价进行综合分析确定.
软土隧道掘进机,国内一般称为盾构机,用于单一或者复合式的土层、砂层、岩层地质条件的隧道施工,没有初期支护,采用管片的形式进行拼装形成衬砌,一次成型隧道.分为土压平
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衡盾构机和泥水盾构机等.在这需要特别说明的是,在国外说TBM是指隧道掘进机的总称,包括岩石隧道掘进机和盾构机；在国内说TBM就是指岩石隧道掘进机.
3.TBM的构造和原理
开敞式TBM从结构上一般由主机、后配套系统组成,各部分分别由相应的液压系统、电气系统、PLC等控制完成相应的动作.
主机主要由刀盘、主驱动系统、护盾、主梁、推进系统、撑靴系统、后支腿、主机皮带机、支护系统等部分组成,是TBM系统的核心部分,主要完成掘进和部分支护工作.
后配套系统与主机相连,由一系列彼此相连的钢结构台车组成,其上用于布置液压动力系统、供电和控制系统、供排水系统、通风除尘系统、出渣系统、支护系统、休息室等.主要完成向主机供电供气、喷锚支护、材料运输、出碴等作业.后配套系统一般分为门架式和封闭式台车两种结构,封闭台车式后配套系统上面有轨道车行走轨道.
TBM掘进破碎岩石工作原理为：主机前部是装有若干滚刀的刀盘,由主驱动系统驱动刀盘旋转,并由TBM推进系统给刀盘提供推进力,撑靴系统承受支反力,在推进力的作用下滚刀切入掌子面岩石,不同部位的滚刀在掌子面上留下不同半径的同心圆切槽轨迹,在滚刀的挤压下岩石产生破碎,裂纹不断扩展连通,使相邻切槽的岩石在剪切和拉应力的作用下从岩体上剥落下来形成石渣,石渣则随着刀盘的旋转由刀盘上的铲渣斗自动抬起,经刀盘结构内的溜渣槽滑落到主机皮带上,再连续转运到后配套系统皮带机上,最后经矿车或连续皮带机出渣运输系统运出洞外.完成一个行程后,推进液压缸收回,撑靴重新支撑进行换步,一个掘进行程一般为1m-2m.在TBM主机和后配套系统上安装有支护设备,随着TBM的向前掘进,一般可以同时进行安装锚杆、挂网、钢拱架和喷射混凝土支护作业.
4.TBM在国内的发展和应用
20世纪60年代中期在周总理的关怀下,国内成立了攻关小组,研究并发展掘进机技术,这期间国内共研制了50多台TBM,但因种种原因,国产掘进机的可靠性与技术性能与国外掘进机有相当大的差距,掘进机的应用未能在国内得到推广.80年代中期我国的引水工程、铁路隧道工程开始引进国外TBM,国外TBM承包商将TBM施工技术也引入了中国.在这些工程上TBM创造了可喜的成绩推动了TBM技术的应用和发展.
4.1.天生桥水电站引水隧道
该工程是由水电部队承建,1985年,在引水隧洞修建中,从美国引进了罗宾斯公司的两台二手TBM（分别于1978年和1979年生产）,直径为10.8m,开挖隧洞长度约10公里,遇到的岩石地层系石灰岩,抗压强度达150Mpa,施工时最高月进尺150m.这是我国第一条采用TBM施工的隧洞.
4.2.西康铁路秦岭隧道
西康铁路秦岭隧道工程由铁道部从德国威尔特公司引进两台直径8.8米开敞式TBM自主施工,隧道全长18.46公里,岩石为坚硬的混合花岗岩和混合片麻岩,抗压强度为105-325Mpa,属于国际上TBM工程中十分罕见的极硬岩石条件,在此条件下仍创造了最高月进尺531米的纪录.该工程TBM自1997年下半年开始运至施工现场组装,1999年掘进贯通.
4.3.锦屏二级电站引水隧道
锦屏二级电站主体引水隧洞采用两台直径12.4mTBM、1台7.2mTBM和钻爆法联合施工.工程地质90%以上为大理岩,少部分为绿泥岩,Ⅱ、Ⅲ类围岩为主,抗压强度在50-100Mpa,最大埋深2525m.该工程2008年6月开始掘进,因地质原因造成中途停止掘进,最终三台TBM累计掘进18公里左右,创造了12.4m大直径TBM最高月进尺683m的世界纪录.该工程存在极强岩爆和高压大涌水等世界性技术难题,无论是工程规模还是技术难度,都是一个令国际工程界瞩目的宏大工程.
4.4.旁多水利枢纽灌溉输水洞
该工程由水电部队承建,是国内TBM首次在高原高海拔地区长隧洞施工中的应用.隧洞总长约10公里,开挖洞径4m,TBM整机长约185米,重约380吨,采用连续皮带机出渣,生产制造方式为主要部件进口,钢结构件在国内生产,整机在广州工厂组装.自2013年6月10日始发掘进,目前已通过了5个地质断裂段,顺利掘进1公里多.
5.结束语
目前,全世界大约有120台TBM同时工作.这个数字不仅反映了TBM在隧道工程方面的统治地位,也使得人们对地下空间的依赖加大.TBM技术仍有巨大的发展余地,现在的TBM几乎全是针对具体项目规范和地质条件而量身订做.希望在不久的将来,能够实现TBM设计的神圣目标――1台全球通用的TBM,功能强大足以应付任何项目.