硬岩掘进机在中国的发展与展望

秦海洋+刘厚全+周慧+冯志华

TBM起源于英国，之后在日本、德国得到了发展。1884年，在英法海底隧道的修建过程中，首次使用了Bohmont设计的掘进机（Φ2.1 m）进行施工，由于技术不成熟，导致滚刀磨损严重、液压器件密封不足等，使其难以得到广泛的应用。19世纪末至20世纪初，TBM理论相继传入美、法、德等发达国家。各国开始投入大量精力开展TBM研究。例如：1932年，美国研制出了可用于采矿行业的悬臂式TBM，1956年，美国Robbins公司率先研发出用于硬岩掘进的全断面掘进机，并于1963年研发出Φ11.2 m的世界首台大直径硬岩TBM；日本为发展本国的TBM技术，和Robbins公司进行合作，并于1973年生产出首台国产TBM；此后，发达国家相继建立起属于本国的TBM企业。20世纪80年代，TBM生产企业较少，主要分布于美国（Robbins、Jarva）和德国（Wirth、Demag）。现今，除了老牌生产企业外，加拿大的Lovat、日本的Komatsu等新型企业也得到快速发展，逐渐成为生产TBM的一线品牌。目前，掘进机技术正向以下方向发展：扩大适用范围；增强可靠性；增加断面；加强截割力；完善配套；提高智控。

中国TBM技术的发展源自20世纪50年代，经历了2个阶段。20世纪50年代至20世纪末是第一阶段，当时几乎无创新性可言，主要依靠进口前苏联煤用TBM，并对其进行改造生产，例如，在前苏联JLK型TBM基础上进行改造，生产出“开马型”国产TBM。该阶段末，依靠“引进吸收”模式，具备了批量生产中型TBM的技术。20世纪末进入第二阶段，即采用“引进—消化—再创造”模式步入重型TBM的研发阶段。例如，引进日系S200M型TBM后，研发出国产EBE160型TBM。相比于国外TBM生产企业，我国的TBM生成企业在技术、装配方面均较为落后。……