隧道工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-隧道工程機(jī)械行業(yè)梳理

北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司隧道工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-隧道工程機(jī)械行業(yè)梳理1、隧道工程機(jī)械概況根據(jù)隧道穿越地層的不同情況和目前隧道施工方法的發(fā)展，隧道施工方法可分為鉆爆法、盾構(gòu)法/掘進(jìn)法。鉆爆法是通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個(gè)引爆單個(gè)藥包，發(fā)展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應(yīng)用毫秒爆破、預(yù)裂爆破及光面爆破等爆破技術(shù)。施工前，要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、支護(hù)方式、工期要求以及施工設(shè)備、技術(shù)等條件，選定掘進(jìn)方式。按掘進(jìn)方式的不同，可分為：a）全斷面鉆爆，對開挖斷面進(jìn)行一次鉆孔破、開挖成形，在隧洞高度較大時(shí)，可分為上下兩部分，形成臺階，同步爆破，并行掘進(jìn)。b）導(dǎo)洞法，先開挖斷面的一部分作為導(dǎo)洞，再逐次擴(kuò)大開挖隧洞的整個(gè)斷面。這是在隧洞斷面較大，由于地質(zhì)條件或施工條件，采用全斷面開挖有困難時(shí)，以中小型機(jī)械為主的一種施工方法。導(dǎo)洞斷面不宜過大，以能適應(yīng)裝碴機(jī)械裝碴、出碴車輛運(yùn)輸、風(fēng)水管路安裝和施工安全為度。導(dǎo)洞可增加開挖爆破時(shí)的自由面，有利于探明隧洞的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，并為洞內(nèi)通風(fēng)和排水創(chuàng)造條件。根據(jù)地質(zhì)條件、地下水情況、隧洞長度和施工條件，確定采用下導(dǎo)洞、上導(dǎo)洞或中心導(dǎo)洞等。導(dǎo)洞開挖后，擴(kuò)挖可以在導(dǎo)洞全長挖完之后進(jìn)行，也可以和導(dǎo)洞開挖平行作業(yè)。c）分部開挖法，在圍巖穩(wěn)定性較差，一般需要支護(hù)的情況下，開挖大斷面的隧洞時(shí)，可先開挖一部分?jǐn)嗝?，及時(shí)做好支護(hù)，然后再逐次擴(kuò)大開挖。用鉆爆法開挖隧洞，通常從第一序鉆孔開始，經(jīng)過裝藥、爆破、通風(fēng)散煙、出碴等工序，到開始第二序鉆孔，作為一個(gè)隧洞開挖作業(yè)循環(huán)。盡量設(shè)法壓縮作業(yè)循環(huán)時(shí)間，以加快掘進(jìn)速度。盾構(gòu)法是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌。同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。傳統(tǒng)鉆爆法存在機(jī)械化程度低、作業(yè)環(huán)境差、安全風(fēng)險(xiǎn)大、施工效率低等問題。相同條件下，TBM具有快速、安全、經(jīng)濟(jì)、利于環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)力保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，不僅能大幅提升工程的安全性和實(shí)體質(zhì)量，還可縮短工程工期，實(shí)現(xiàn)“機(jī)械化換人，自動(dòng)化提效”。隧道工程機(jī)械，可分為隧道通用機(jī)械和專用機(jī)械，前者如空氣壓縮機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、水泵等，后者按施工工序又可分為：開挖機(jī)械、裝運(yùn)機(jī)械、噴錨機(jī)械和襯砌機(jī)械等。開挖機(jī)械根據(jù)工作原理分為隧道掘進(jìn)機(jī)及鑿巖機(jī)。隧洞掘進(jìn)機(jī)采用刀具切割巖層，適用于中等硬度的巖石隧道，鑿巖機(jī)采用鉆眼爆破。在軟巖或土質(zhì)隧道中，可采用盾構(gòu)進(jìn)行全斷面開挖；分部開挖則使用風(fēng)鎬或鑿巖機(jī)等風(fēng)動(dòng)工具。運(yùn)輸機(jī)械完成的工序包括裝、運(yùn)兩部分。裝運(yùn)機(jī)械將工作面上堆積的土石裝載在運(yùn)輸機(jī)具內(nèi)運(yùn)出洞外。運(yùn)輸機(jī)具又可分為有軌運(yùn)輸和無軌運(yùn)輸兩類。采用隧洞掘進(jìn)機(jī)或盾構(gòu)進(jìn)行開挖時(shí)，該類機(jī)械自身備有裝碴設(shè)備。若采用鑿巖臺車或鑿巖機(jī)、風(fēng)鎬進(jìn)行開挖，需配備專用裝碴機(jī)械，其性能、容量和效率應(yīng)與運(yùn)輸工具配套。有軌運(yùn)輸多采用礦山機(jī)車牽引的梭式礦車、槽式列車或普通斗車；無軌運(yùn)輸則采用自卸式汽車或帶式輸送機(jī)。隧道及地下工程中采用噴錨支護(hù)時(shí)，所用機(jī)械有：為設(shè)置錨桿進(jìn)行鉆孔，可用普通鑿巖機(jī)或?qū)Ｓ描弾r機(jī)；采用砂漿錨桿時(shí)，可用通用灌漿機(jī)；噴射混凝土作業(yè)須使用專用的混凝土噴射機(jī)和混凝土噴射機(jī)械手。襯砌機(jī)械是指進(jìn)行現(xiàn)場灌筑整體混凝土襯砌需用的襯砌模板臺車，它由可走行的框架制成，用以支撐模板，也可用作灌筑時(shí)的工作臺。在混凝土達(dá)到規(guī)定齡期后，將模板收縮并離開灌筑地點(diǎn)，臺車推向前進(jìn)，進(jìn)行下一工作段的模板安置工作。混凝土材料的制備和運(yùn)輸采用通用機(jī)械。灌筑混凝土用通用的混凝土泵和混凝土振搗器。隧道施工通風(fēng)多采用軸流式通風(fēng)機(jī)。它具有風(fēng)壓不高而供風(fēng)量大的特點(diǎn)，符合隧道施工通風(fēng)的要求。在有瓦斯地段，除加強(qiáng)通風(fēng)外，應(yīng)采用防爆型機(jī)械施工。隧道施工中的輔助工作，如供應(yīng)壓縮空氣、排水、供電等均采用通用機(jī)械。隧道工程如采用沉井法（見地下工程沉井法施工）、頂管法或沉管法等特殊施工方法，均應(yīng)配備有關(guān)的專用機(jī)械設(shè)備。2、隧道工程機(jī)械市場空間穩(wěn)步增長，專用機(jī)械貢獻(xiàn)主要增量近年來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)投入，刺激我國隧道施工需求的不斷增長，使我國隧道施工機(jī)械行業(yè)得到快速發(fā)展。據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2018-2022年，我國隧道施工機(jī)械行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)不斷增長狀態(tài)，由177.32億元增長至252.66億元，CAGR為9.26%。其中專用機(jī)械的增長是隧道施工機(jī)械市場最主要的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。2018-2022年我國隧道施工專用機(jī)械市場規(guī)模由77.09億元增長至133.36億元，CAGR為14.68%，增速顯著快于行業(yè)整體，而通用機(jī)械市場規(guī)模相對較為穩(wěn)定，2018-2022年我國隧道施工通用機(jī)械市場規(guī)模由100.23億元增長至119.3億元，CAGR為4.45%。3、行業(yè)成長驅(qū)動(dòng)因素：鐵路+公路+水利貢獻(xiàn)基本盤，抽水蓄能+礦山打開應(yīng)用新場景光伏玻璃市場格局隧道施工裝備行業(yè)的下游需求主要來自于鐵路、公路、水利水電、市政工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。目前，國家正大力拓展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)空間，提升基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化水平，加強(qiáng)對鐵路、公路、水利水電、市政工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度。同時(shí)，隨著國家對環(huán)境保護(hù)、工程質(zhì)量、職業(yè)健康等要求越來越高，對施工環(huán)境相對惡劣的隧道施工而言，具有明顯的行業(yè)拉動(dòng)作用。鐵路+公路+水利需求穩(wěn)步增長鐵路投資計(jì)劃性強(qiáng)，完成度高，“十四五”后期投資額有望回補(bǔ)?！笆濉逼陂g，全國鐵路固定資產(chǎn)投資額共計(jì)39901億元，年均完成投資額7980億元。2021-2022年受公共衛(wèi)生事件影響，軌交客運(yùn)量下滑，鐵路固定資產(chǎn)投資額中樞較“十三五”有所下移，全國鐵路固定資產(chǎn)投資額分別為7489億、7109億元，2023年隨著短期擾動(dòng)因素影響淡去，全國鐵路固定資產(chǎn)投資額有所回補(bǔ)，全年實(shí)現(xiàn)7645億元。根據(jù)國鐵集團(tuán)，結(jié)合在建和擬建項(xiàng)目安排，預(yù)計(jì)“十四五”全國鐵路固定資產(chǎn)投資總規(guī)模與“十三五”總體相當(dāng)，繼續(xù)保持平穩(wěn)態(tài)勢，考慮到2021-2023年全國鐵路固定資產(chǎn)投資完成額為22243億元，我們預(yù)計(jì)2024-2025年全國鐵路年均固定資產(chǎn)投資額有望超8000億元。2024-2025年鐵路新增里程有望維持，2026-2030年鐵路新增里程中樞上移。根據(jù)國家《“十四五”鐵路發(fā)展規(guī)劃》，預(yù)計(jì)2025年底全國鐵路營業(yè)里程將達(dá)16.5萬公里左右，其中高速鐵路（含部分城際鐵路）5萬公里左右，截至2023年，全國鐵路運(yùn)營里程達(dá)15.9萬公里，其中高速鐵路達(dá)4.5萬公里，參考“十四五規(guī)劃”預(yù)計(jì)2024-2025年全國鐵路年均新增里程3000公里，其中高鐵2500公里。2026-2030年鐵路/高鐵新增里程中樞有望上移。根據(jù)處于修編過程中的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2035年）》，2030年全國實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)營里程18.5萬公里，其中高鐵6萬公里，對應(yīng)“十五五”年均新增鐵路4000公里，鐵路投資中樞有望上移。鐵路隧道數(shù)量隨著鐵路建設(shè)發(fā)展持續(xù)上升。根據(jù)交通運(yùn)輸部數(shù)據(jù)，截至2023年底，中國鐵路營業(yè)里程達(dá)到15.9萬km，其中,投入運(yùn)營的鐵路隧道18573座，總長23508km，新增開通運(yùn)營線路鐵路隧道622座，總長度為1292km，在建鐵路隧道2668座,總長約7110km，規(guī)劃鐵路隧道5460座,總長約13313km。公路領(lǐng)域：根據(jù)交通運(yùn)輸部數(shù)據(jù)，截至2023年末，全國公路里程為544.1萬公里，同比增長1.61%，相較于2013年的435.62萬公里有較大幅度的提升，CAGR為2.24%。水利工程領(lǐng)域：結(jié)合全國各省級行政區(qū)已披露水利投資計(jì)劃，“十四五”期間全國水利投資規(guī)模將達(dá)5.1萬億元，每年市場規(guī)模約10,000億元左右，較“十三五”期間增長42.46%。過江跨海隧道領(lǐng)域：2020年3月發(fā)布的《長江干線過江通道布局規(guī)劃（2020-2035年）》，明確2025年前，重點(diǎn)推動(dòng)實(shí)施79座過江通道。抽水蓄能+礦山開拓新應(yīng)用場景抽水蓄能水電站隧洞群施工過程中，存在隧洞群斷面類型多、隧洞內(nèi)轉(zhuǎn)彎段多且轉(zhuǎn)彎半徑小、錨桿施工量大、機(jī)械化施工程度低、人工作業(yè)強(qiáng)度大等難題。鉆爆法施工可覆蓋抽水蓄能電站所有隧洞斷面類型，如出線洞，引水洞，尾水洞，通風(fēng)洞，交通洞，安全洞，主副廠房，主變洞，尾閘洞，各施工支洞、勘探洞、泄洪洞及排水廊道等隧洞的機(jī)械化施工。據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2021年底，我國已建成的抽水蓄能裝機(jī)容量為3639萬千瓦。2022年全國新核準(zhǔn)抽水蓄能項(xiàng)目48個(gè)，裝機(jī)6890萬千瓦，已超過“十三五”時(shí)期全部核準(zhǔn)規(guī)模，全年新投產(chǎn)880萬千瓦，創(chuàng)歷史新高。截至2022年末，全國已建抽水蓄能裝機(jī)容量達(dá)4539萬千瓦。十四五”期間已核準(zhǔn)抽水蓄能電站共計(jì)67個(gè)項(xiàng)目，裝機(jī)規(guī)模合計(jì)為9219.1萬千瓦，項(xiàng)目投資金額合計(jì)約為6116億元，到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達(dá)到6200萬千瓦以上。到203