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雅下水电概念今日虽有分化,但整体依然强势,10余只概念股涨停!
其中,隧道掘进设备存在较大预期差,尤其是最核心的全断面隧道掘进机(TBM),更是知之甚少!
隧道掘进机械是集机械、电气、液压、传感、力学等技术于一体的高端装备,被誉为“工程机械之王”,是国家工业建设的“大国重器”。目前,隧道掘进机械主要运用于城市地铁、公路铁路隧道、水利工程隧道、越江跨海隧道等基础设施建设。在我国,习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机,将用于岩石地层的称为全断面隧道掘进机(TBM)。
(资料来源:中铁工业年报,铁建重工年报,永达股份招股书,中原证券研究所)
我国隧道掘进机械产业相对于欧美发达国家而言起步较晚,发展历程主要分为黎明期(1965年-1984年)、引进消化期(1985年-2012年)、自主创新期(2013年至今)三个阶段。
(资料来源:铁建重工年报,永达股份招股书,华经产业研究院,中原证券研究所)
如今,我国隧道掘进机生产企业在土压平衡系列、泥水平衡系列、硬岩(TBM)系列机械的研发与制造领域打破了国外企业的长期垄断局面,逐步实现了我国隧道掘进机产业向自主化、国产化、智能化的高端行业发展。2021年国产盾构机在国内市场占有率已超过九成,全球市场份额接近七成。我国盾构机行业也从最开始的高度依赖进口,到现在输出全球占全球市场份额三分之二以上。
全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM),是一种用于隧道工程建设的大型高科技机械设备。施工过程中,刀盘在驱动装置的带动下旋转,刀具与岩石或土体相互作用,将其破碎成小块。对于硬岩,滚刀通过挤压和剪切作用使岩石产生裂纹并破碎;对于软土或砂土,刮刀则直接切削土体。破碎后的岩土渣料通过刀盘上的开口进入土舱或泥舱。
(资料来源:中铁工业官网)
盾构机则以“盾”为核心,前端有钢制护盾,在掘进时临时支撑开挖面,防止坍塌。
(资料来源:恒立液压公众号,东海证券研究所)
TBM与盾构机常被大众混淆,但二者并非同一机械。TBM适合硬岩地层,如花岗岩、砂岩等,地层稳定性高;盾构机主要用于软土、含水地层,如黏土、砂层、淤泥等,需应对水土压力。因此二者的适用范围存在较大差别,TBM常用于山岭隧道、引水隧洞、矿山巷道等硬岩工程;盾构机则常见于城市地铁、污水管、过江隧道等软土地层项目。
简单总结:城里的软土用盾构机,山里的硬岩用TBM。
雅江下游水电工程采用“截弯取直、隧洞引水”的开发模式,需要开凿多条超长深埋引水隧洞。隧洞需穿越喜马拉雅山断裂带等复杂地质区域,面临强岩爆、高地温及多条断层破碎带等难题,传统钻爆法效率低、风险高。TBM尤其是硬岩 TBM,适合在硬岩地层中掘进,能够适应复杂地质条件,且掘进速度较快,日均掘进速度可达20-30米,约为传统钻爆法的3-5倍,可有效缩短施工周期。
(资料来源:智研咨询,天风证券研究所)
因此雅江下游水电工程主要使用TBM,而非盾构机。据相关报道,仅5条主隧洞就需100台左右直径12-15米的TBM硬岩掘进机,计入支洞和交通洞,相关设备总需求将超250亿元。
当前国内盾构机和TBM市场以大型国有企业为主,民营企业则占据了顶管机市场的主要份额,形成了国有企业和民营企业错位竞争、协调发展的市场格局。铁建重工、中铁工业双寡头格局稳定,2023年在盾构机械中国市场排名中,中铁工业和铁建重工的市占率分别为39.4%、33.8%。
(资料来源:中国工程机械工业协会)
中铁工业:全球销量最大的盾构机/TBM研发制造商,隧道掘进机产销量连续十二年国内第一,连续七年世界第一。国内市占率超过60%,抽蓄电站占有率约85%。
铁建重工:国内隧道掘进机领域的核心企业,长期占据国产市场较高份额。其产品线涵盖全断面硬岩、泥水平衡等多种类型的掘进机,主导了高原、高寒等复杂地质条件下的技术突破。
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来源:策金说
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