中國超大直徑盾構法隧道市場發展形勢分析

王 平 （上海隧道工程有限公司，上海 200082）

1 超大直徑盾構法隧道的定義

盾構法隧道是采用盾構施工的專業設備—盾構機（多為圓柱體的鋼組件）沿著隧道設計軸線，在刀盤和盾殼的保護下，承受四周水土壓力，發揮盾構刀具的切削作用，對前方土壤進行挖掘。同時向前推進，同步完成挖掘、排土、襯砌等作業，最終完成隧道建設。

在行業內，超大直徑盾構法隧道主要是從采用盾構法建成后的隧道襯砌外徑這一指標來界定的。雖然目前國內外并沒有對何為“超大直徑”有著非常準確、非常嚴格的界定，但在盾構法隧道建設領域內，有為數眾多的業內人士認為：“建成后的襯砌外徑≥14 m 的盾構法隧道就是超大直徑盾構法隧道”。

筆者認為在當前形勢下，或者在未來的 5～10 a 內，上述對超大直徑盾構法隧道的定義還是比較符合市場實際的，但應以動態的、變化的視角來看待這個定義。當前，盾構法隧道建設發展迅速，不斷出現施工技術、盾構裝備等方面的重大突破，盾構機直徑也在不斷增大，也為未來建設更大直徑的盾構法隧道提供了可能，或許將來對超大直徑盾構法隧道會有新的更合理的解釋。當然，盾構法隧道的直徑并不會無休止地增大，因為即使解決了設備研發上的制約問題，制造再大的盾構機從設備的角度也是可行的，但考慮到經濟性、城市交通的現有規劃布局及對車道數量的實際需求，過大直徑的盾構法隧道則并不一定會有市場。

2 中國超大直徑盾構法隧道的市場發展過程

世界上第一條超大直徑盾構法隧道是位于亞洲的東京灣海底隧道[1]。工程于 1989 年開工建設，1997年貫通，8 臺φ14.1 m 的超大型泥水平衡盾構機在長距離（海底隧道全長為 9.4 km）、高水壓的軟弱黏土層中推進，條件之苛刻堪稱世界隧道掘進史上少有。東京灣海底隧道的成功建設，使超大直徑盾構法隧道越來越多的為人們所關注，也推動了這一領域的發展。

中國首條超大直徑盾構法隧道（也是世界上第 6 條超大直徑盾構法隧道）是由上海隧道工程股份有限公司于 2003年 12 月開工建設的上海上中路隧道[1]。工程采用φ14.8 m 泥水氣壓平衡盾構機施工，隧道全長 2 554 m（雙線長度），于 2009 年正式通車。上中路隧道也是世界上第一條雙孔雙層雙向八車道的越江公路隧道。

繼上海上中路隧道的成功建設后，中國開啟了超大直徑盾構法隧道建設的浪潮，并且在盾構機的直徑上不斷出現新的突破，也在盾構法隧道的建設上不斷刷新紀錄。2006 年，上海開始建設長江隧道，盾構機直徑達到了φ15.4 m，為當時世界第一；單次掘進 7.5 km 為目前世界第一。2013 年，香港屯門至赤鱲角海底隧道開始建設，采用φ17.6 m 的迄今為止最大的泥水氣壓平衡盾構機施工。

根據中國土木工程學會市政工程分會統計，截至 2019年 10 月 31 日，在世界范圍內，超大直徑盾構法隧道工程數量（含已通車、已貫通和在建）為 52 個，其中國外 16 個，中國大陸地區 34 個，中國香港地區 2 個。由此可見，中國在超大直徑盾構法隧道領域雖然起步較晚，但發展非常迅速，在世界范圍內的市場占有率高達 69%。至 2019 年 10月 31 日中國建成、在建超大直徑盾構法隧道工程見表1。

表1 中國建成、在建超大直徑盾構法隧道工程匯總

從表1 中可以看出，超大直徑盾構法隧道在中國的發展呈現出市場發展潛力越來越大、建設發展步伐越來越快的趨勢。2003 年至 2012 年，中國累計開工建設的超大直徑盾構法隧道共有 1 1個，并且都集中在長三角經濟發達地區，其中上海 7 個，南京 2 個，杭州和揚州各 1 個。筆者將這 10 年定義為超大直徑盾構法隧道在中國發展的探索和初試階段。在這一階段，超大直徑盾構法隧道的建設經驗比較缺乏，應對未知風險的能力較差，在施工技術上很大程度依賴于國外專家的支持，發展速度較慢。經過了 10 a 的積累和沉淀之后，2013 年至 2019 年的 6 a，超大直徑盾構法隧道取得了快速的發展。從數量上來看，建成或者在建的超大直徑盾構法隧道工程達到了 25 個；從地域上看，長三角地區依然是發展最為迅速的地區，同時珠三角地區、以武漢和長沙等地為代表的中部地區市場發展也比較快，體現了市場從單一地區向全國超大型城市廣泛擴散的發展形勢。筆者將2013 年至 2019 年的 6 a 定義為超大直徑盾構法隧道在中國發展的穩定和成熟階段，市場發展迅猛，中國在施工技術、重大裝備和施工管理等方面均取得了重大突破。在 20 多個工程項目實踐的有力支撐下，我們經受住了軟土地層、復合地層等各種復雜地層的考驗，戰勝了隧道斷面內分布著“上軟下硬”、“大量孤石拋石”等世界級難題的挑戰，國產超大直徑盾構機逐步被采用，這些都為超大直徑盾構法隧道在中國的發展提供了保障，也為將來更廣闊的市場發展空間提供了有力支撐。

3 超大直徑盾構法隧道市場孕育的條件

從 1989 年世界上第一條超大直徑盾構法隧道—東京灣海底隧道開工建設以來，超大直徑盾構法隧道已經歷了三十多年的發展。從 2003 年上中路隧道建設以來，中國超大直徑盾構法隧道也走過了 17 年的發展歷程，在這 17 年里，中國超大直徑盾構法隧道的建設速度之快、發展之迅速，遠超世界平均水平。隨著中國經濟持續的穩定高速發展和城市化進程的不斷加快，超級城市、大城市越來越多，對城市交通建設的要求越來越高，而超大直徑盾構法隧道憑借其自身的優越性，受到了更廣泛的關注，其市場發展的速度也越來越快。

總結國內外超大直徑盾構法隧道建設的實施背景和建設過程，不難發現，超大直徑盾構法隧道被需要和最終能夠建成，除了技術和裝備等方面的重要保障外，站在市場的角度，可簡要概括為以下 2 個方面原因。

(1) 交通上要有需求。如：城市中有大江大河制約著兩岸交通一體化的發展，進而影響城市經濟、文化等多方面的溝通和交流。與世界上許多國家一樣，中國的水系也比較發達，境內的兩大河流自西向東流經許多省市，其中黃河流經九省，而長江更是將包括重慶、武漢、南京、上海在內的37 個地級及以上城市分隔為兩部分。同時，許多城市內部也分布著大江大河，從地理上將城市割裂開來，如黃浦江將上海分隔為浦東和浦西，湘江將長沙分隔為河東和河西，錢塘江將杭州分隔為江南和江北，長江和漢江并流將武漢分隔為武昌、漢口和漢陽三塊等。這些江河在城市交通的一體化發展上始終成為繞不開的難題，經過多年的探索和追求，越江隧道、橋梁應運而生。

此外，除了滿足穿越江河的需求外，隨著超級城市的進一步發展，核心城區的原有交通狀況已不堪重負，交通擁堵狀況不斷加劇，市民交通出行的幸福指數在下降，城市進一步發展的瓶頸也越來越明顯。在這樣的形勢下，選擇合適的方式加密城市核心區的快速通道數量迫在眉睫，而采用超大直徑盾構法隧道施工無疑是非常好的選擇，因為隧道空間大，空間利用率高，在城市核心區地下空間稀缺和多次施工不現實的情況下，采用超大直徑盾構法施工，可通過一次建設達到更多車道、公鐵同行等目的。

(2) 經濟上要有保障。從許多城市的建設歷程來看，城市發展初期，多以橋梁形式過江。主要是因為在過去，超大直徑盾構法隧道施工在技術、裝備等方面還不夠成熟，超大直徑盾構法隧道施工的風險比較高，造價也非常高昂，城市規劃、交通建設等政府部門更愿意選擇橋梁這一在當時風險更可控、造價更低的方式。當然，在橋梁建成的同時，其影響范圍內的城市地面空間也就被永久性地占用了，對后續的城市空間優化和地面交通升級改造等構成了制約。

近些年來，超大直徑盾構法隧道施工已經非常成熟，工程造價也更加合理，但不可否認的是，與橋梁的造價相比，隧道的造價要高出很多（僅從工程造價的角度，如果從總投資的角度考慮不同的項目會因實際情況不同而有一定的差異，考慮經濟效益和社會效益等則又是另一個層面上的問題，不做展開論述）。這成為目前許多城市在隧道和橋梁之間做選擇時的重要影響因素。盡管很多地方政府部門越來越意識到盾構法隧道施工的優越性，也進行了頗具深度的方案分析和工可論證，最終也證明了盾構法隧道是最好的方式，但針對這種超大型的重點工程，少則十幾億，多則幾十億、上百億的工程造價，往往因地方財政負擔過重而無限期擱置。

4 中國超大直徑盾構法隧道的市場分級

根據中國建成、在建以及在未來的 3～5 a 內有規劃擬建的超大直徑盾構法隧道的市場分布來看，超大直徑盾構法隧道主要集中在東南沿海地區的一線城市、中部經濟發達的省會城市，筆者進一步將市場分為一級市場、二級市場、三級市場 3 級。

4.1 持續、規模化發展的一級市場

包括上海、江蘇、浙江、湖北和廣東 5 省或直轄市，超大直徑盾構法隧道已經呈現出規模化且非常穩定的發展形勢，特別在直轄市或省會城市，基本上可保證每年 2 條以上的超大直徑盾構法隧道建設規模。長三角一體化、粵港澳大灣區、長江經濟帶等的提出，為這些市場超大直徑盾構法隧道的建設更是提供了后續動力。

上海是盾構法越江隧道的發源地，也是發展最為迅速、建設最穩定的城市。至 2019 年 10 月底，上海已經建成（含貫通但尚未通車的）的超大直徑盾構法隧道 11 個，正在建設尚未貫通的超大直徑盾構法隧道 2 個，接下來的市場仍然非常廣闊。在越江公路隧道方面包括即將實施的蘆恒路-銀都路越江隧道、北橫通道東段等；處于方案前期設計階段的漕寶路快速路工程、南北大通道工程等。在市域鐵路方面，為進一步實現長三角高效協同，市域鐵路將呈現規模化、網格化發展態勢，到 2035 年，總運營里程將達到1 157 km。先行實施的兩機場聯絡線主線長 68.6 km，其中采用 14 m 以上的盾構機施工的總里程近 40 km。2019 年 6月 28 日，兩機場聯絡線工程正式開工，宣告采用超大直徑盾構法建設市域鐵路在上海正式拉開了序幕。

同樣，江蘇省的超大直徑盾構法隧道建設的市場前景也非常廣闊。目前江蘇省過江通道建成 14 座，在建 4 座。《江蘇省長江經濟帶綜合立體交通運輸走廊規劃（2018年—2035 年）》中提出，江蘇省將加快長江過江通道建設；至 2035 年，已建和在建過江通道數量達 36 座，長江兩岸相鄰縣級節點基本實現直連快通。

4.2 不連續、短期內難成規模化發展的二級市場

在包括湖南、安徽、山東 3 省的二級市場里，或有已經建成的超大直徑盾構法隧道，或有正在建設的超大直徑盾構法隧道，這些地區均有強烈的市場需求，也有一定程度的經濟保障。如湖南長沙，作為長江中游城市群和長江經濟帶重要的節點城市，近年來經濟發展迅速，2018 年全年，長沙實現生產總值 1.1 萬億元，名義增速為 7.77%。隨著長沙市城市快速發展，特別是湘江西岸國家級發展新區湘江新區的發展，跨湘江通道的交通瓶頸問題越發受到政府重視。目前，在長沙境內的湘江有 8 橋 2 隧共計 10 座（條）過江通道，其中 2013 年通車的南湖路湘江隧道為第 1 條采用盾構法施工穿越湘江的隧道（采用φ11.65 m 的大直徑泥水平衡盾構機施工），2019 年湘江之下的首條（也是湖南省首條）超大直徑盾構法隧道—湘雅路過江通道正式開工建設，隧道外徑為 14.5 m，隧道主線為雙孔雙向 6 車道。長沙雖然有超大直徑盾構法隧道規模建設的潛力，但在短期內，受到政策、財政等因素的影響，超大直徑盾構法隧道連續性、穩定性、規模化建設的難度還比較大。如 2019 年長沙重點推動的另一條超大直徑盾構法隧道—興聯路通道工程，根據批復的工可方案，擬采用 15 m 級的超大直徑盾構法隧道施工，2019 年 4 月，長沙市公共資源交易中心上正式發布了該工程的初步設計招標公告，計劃初步設計完成后，采用 EPC 的模式在年內進行開工建設。此后，基于地方財政負擔過重等考量，暫停了初步設計招標，開始進一步研究更為節約資金的橋梁方案，目前項目仍在擱置中。

4.3 有規劃但至今沒有項目落地的三級市場

筆者將江西、福建、黑龍江、云南、海南等 5 省和重慶市劃分為三級市場。在這些市場中，對超大直徑盾構法隧道有著不同深度的設想、規劃和探索，并受宏觀政策、地方經濟發展水平和財政能力等情況的限制，多年來始終處于搖擺的狀態，至今不曾有超大直徑盾構法隧道項目進入真正的實施階段。

如福建省的泉州市，為了進一步加強泉州市區和晉江城區的聯系，更好地激發城市發展和經濟建設的活力，擬在泉州市豐澤區和晉江市陳埭鎮之間修建過江通道—泉州東海通道。經過了多年的論證和方案比選，采用的方案逐漸清晰，基本確定采用超大直徑盾構法施工。目前，項目處于深化設計階段，但據了解，影響項目推進進度的關鍵因素并不是方案本身和實施程序問題，面對 52.4 億元的總投資，如何落實好建設資金是關鍵中的關鍵。

在三級市場中，有不少城市對超大直徑盾構法隧道都有過或正在進行方案比選和論證，有的項目已經規劃論證了很多年（如重慶兜子背兩江隧道目前仍然停留在規劃設想階段），但短期內還難以有實質性的進展。當然，在三級市場中某些規劃的超大直徑盾構法隧道，其實施與否可能影響因素是比較聚焦和單一的，隨著國家區域發展戰略的深化、宏觀經濟政策的調整、當地經濟發展水平的提高和財政狀況的改善等等，當僅存的制約因素可以合理解決后，項目很可能就進入到實質性的實施階段，而解決制約因素所需要的時間長短很難判斷。

5 中國超大直徑盾構法隧道未來市場發展展望

縱觀近年來中國超大直徑盾構法隧道高速發展的實際情況以及目前市場的迫切需求，在城市交通規劃和建設中越來越多地關注和采用超大直徑盾構法隧道將是大勢所趨，未來市場將呈現出穩定的、快速的總的發展趨勢不會改變。目前全國各地大型城市中有實施計劃的，包括在進行方案論證探索的或設計方案深化的或等待招標開工建設的項目多達幾十個，這些項目中的大部分將在未來的幾年內得以實施落地。

從市場發展的優先級來看，項目從規劃到最終實施，必然先向水系發達的超大型城市傾斜。在這些市場里，超大直徑盾構法隧道已經呈現出穩定的、持續的規模化發展，并且有經濟上、交通流量上的必要保障，實施條件更加成熟。此后隨著二、三線城市的進一步發展，交通擁堵等情況將不斷加劇，對超大直徑盾構法隧道的需求將會越來越強烈，方案成熟、程序完備的項目將隨著經濟狀況的改善（或通過 PPP等方式實施以解決建設資金問題）得以實施。

當然，無論是一級市場還是二級、三級市場，項目最終能否落地肯定會受到宏觀環境的深刻影響，超大直徑盾構法隧道的市場也將隨著建筑業的整體波動形勢出現高峰和低谷。近兩年全國有數十條超大直徑盾構法隧道處于待建的狀態，反映出了市場的熱度，但不難發現，在建筑業經歷了多年的一路高歌猛進后，國家進一步強調穩中求進的工作總基調，進一步規范地方債務管理，警惕地方負債風險向建筑業轉嫁，在這種背景下，建筑業的增速已經放緩，新簽合同額的增幅更是出現了較大的下降，這將對規劃或待建中的許多項目產生較大的影響。預計一級市場中的一些項目將推遲實施，二、三級市場的發展步伐將進一步延后。在接下來的3、4 a 內，中國超大直徑盾構法隧道的市場發展速度將會有所放緩，但預計仍可以維持在每年 2～4 個項目開工建設的水平，而 3、4 a 過后，將迎來新的發展高峰，無論是在市場發展的深度還是廣度上將會呈現更高的水平。