摘要:我國市政管網(wǎng)、城市地下建筑物、長輸管網(wǎng)、引水隧洞和礦山巷道等基礎設施建設不斷取得新成就,下游不斷增長的需求帶動了頂管機生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,頂管機產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。2016-2022年度,我國頂管機年產(chǎn)量由470臺套增長至1110臺套,復合增長率為15.4%。
一、定義及分類
頂管機是市政地下非開挖工程的使用的機械設備,其不需要進行開挖面層,就能夠完成穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物等地下管道鋪設的現(xiàn)代化工程施工設備。頂管機由主頂系統(tǒng)、土輸送系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)4個部分組成。其工作原理是通過主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井。頂管機的分類可以按照平衡原理、按照口徑、按照頂進長度、按照地質適應性進行分類。
二、行業(yè)政策
我國各級政府先后出臺了一系列隧道施工專用機械制造行業(yè)相關的法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策,不斷推進行業(yè)發(fā)展,而頂管機具有前部開挖、盾體支撐功能,通過頂推系統(tǒng)將管節(jié)和主機一同頂進的全斷面隧道掘進機,廣泛應用于各類型開挖斷面、短距離、各類型地層的隧道施工,例如市政管網(wǎng)建設等,大型或矩形頂管機可用于地下管廊和地鐵出入口通道建設。近年來,國家陸續(xù)頒布了一系列法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策,科學規(guī)劃了市政管網(wǎng)、城市地下建筑物、長輸管網(wǎng)、引水隧洞和礦山巷道等下游應用領域的建設宏圖,充分拓展了行業(yè)下游市場,為頂管機行業(yè)快速健康的發(fā)展提供了有利的政策環(huán)境。
三、發(fā)展歷程
最早的頂管技術記載工程是在1896-1900年間,美國北太平洋鐵路公司鋪設的穿越鐵路路線的工程。在50年代,英、法、日德等國家都采用了頂管技術。我國頂管施工法的起步略晚于西方發(fā)達國家。1953年,北京運用手掘式頂管技術(內徑為1.2m)穿越了京包鐵路,開創(chuàng)了國內應用頂管技術的歷史。上海第一次頂管施工是穿越黃浦江江堤的鋼管。1960年上海市市政研究所率先研制了機械式頂管;1967年,上海市市政公司研制擠壓式頂管也獲得成功。我國頂管技術的發(fā)展經(jīng)歷了技術起步、技術進步、技術突破與廣泛應用四個階段。
四、行業(yè)壁壘
1、技術與行業(yè)經(jīng)驗壁壘
頂管機行業(yè)屬于技術密集型行業(yè),集機械、電氣、信息和自動控制等技術于一體,頂管機具有高度的專業(yè)性、系統(tǒng)性和復雜性等特點。頂管機需根據(jù)施工環(huán)境、地質條件、氣候環(huán)境、客戶需求等進行定制化設計和生產(chǎn),技術難度進一步增加。上述技術、經(jīng)驗的積累來源于下游不同應用領域、不同客戶的項目實踐,需要時間和項目的沉淀,這對后進入的企業(yè)構成較高的技術壁壘。非長期從事隧道施工專用機械制造的企業(yè)短期內進入頂管機市場的難度較大。由于頂管機和盾構機、硬巖隧道掘進機的應用領域存在較大差異,生產(chǎn)盾構機或硬巖隧道掘進機的企業(yè)短期內難以掌握案例經(jīng)驗和相關數(shù)據(jù),短期內難以占據(jù)一定的市場份額。
2、人才壁壘
頂管機行業(yè)涉及的學科和領域較廣,需要把各個專業(yè)的專業(yè)素質高、實踐經(jīng)驗豐富的人才有效地聚集起來,才能實現(xiàn)客戶需求。作為頂管機制造商,由于產(chǎn)品主要為定制化生產(chǎn),企業(yè)需要具備高素質的技術人才,同時配備對客戶需求、產(chǎn)品特征及關鍵技術深入了解的市場人員。能否擁有一支掌握先進技術、具有創(chuàng)新能力、擁有實踐經(jīng)驗的專業(yè)人才隊伍是決定企業(yè)是否能夠進入頂管機行業(yè)的重要因素。
3、資金壁壘
頂管機制造廠商為滿足客戶對產(chǎn)品型號、規(guī)格和智能化等各方面的需求,需要在前期環(huán)節(jié)投入較多資金,培養(yǎng)人才、規(guī)劃項目、研發(fā)設計產(chǎn)品等。同時,頂管機需要購買土地、建設廠房、采購大型生產(chǎn)設備和生產(chǎn)所需的原材料,也要求制造廠商投入較多資金。因此,從事頂管機行業(yè)的企業(yè)通常面臨一定的資金壓力,尤其是在業(yè)務快速擴張階段,資金實力是進入頂管機行業(yè)的壁壘之一。
4、品牌壁壘
頂管機對下游施工企業(yè)保障施工進度和施工安全具有重要意義,施工企業(yè)選擇該類設備供應商時較為慎重,尤其是在施工現(xiàn)場地質復雜、技術難度大、施工風險高的情況下,更加重視設備生產(chǎn)企業(yè)的成功案例經(jīng)驗。行業(yè)內知名企業(yè)因其成功案例多、經(jīng)驗豐富、方案完善、技術先進、設備穩(wěn)定、服務周到等優(yōu)勢受到客戶認可和首選,在行業(yè)內具有一定的品牌知名度。樹立較好的品牌形象有助于企業(yè)持續(xù)拓展、維系客戶,因此頂管機市場后進入者將面臨著較高的品牌壁壘。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
頂管機行業(yè)的上游為原材料,主要包括液壓類零部件、機械類零部件、電氣類零部件、鋼材類原材料、標準零部件和其他生產(chǎn)輔助材料等;下游為應用領域,主要包括市政管網(wǎng)、城市地下建筑物、長輸管網(wǎng)、引水隧洞、礦山巷道等領域的隧道施工建設工程。我國頂管機的質量和成本與上游原材料的可靠性和價格密切相關。目前,我國液壓類零部件、機械類零部件、電氣類零部件、鋼材類原材料、標準零部件和其他生產(chǎn)輔助材料等原材料供應商數(shù)量較多,市場供給充足;此外,上述原材料生產(chǎn)企業(yè)不斷加大技術改進和產(chǎn)品創(chuàng)新投入,不斷提高產(chǎn)品質量,促進了頂管機行業(yè)良性發(fā)展。
行業(yè)下游需求主要來自于市政管網(wǎng)、城市地下建筑物、長輸管網(wǎng)、引水隧洞、礦山巷道等領域的隧道施工建設工程。作為拉動內需的根本動力,穩(wěn)投資是我國保持經(jīng)濟增長的重要力量。近年來,我國積極擴大基礎設施投資規(guī)模,努力提升基礎設施現(xiàn)代化水平,加快建設新型基礎設施、加快建設交通強國、構建現(xiàn)代能源體系、加強水利基礎設施建設,我國市政管網(wǎng)、城市地下建筑物、長輸管網(wǎng)、引水隧洞和礦山巷道等基礎設施建設不斷取得新成就。上述領域基礎設施建設有利于國土資源的充分開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護,同時也為頂管機行業(yè)發(fā)展帶來了機遇。目前,我國正處于基礎設施建設的重要時期,而且隨著國家對環(huán)境保護、工程質量、職業(yè)健康的要求不斷提高,頂管機行業(yè)將持續(xù)快速健康發(fā)展。
2、行業(yè)領先企業(yè)分析
(1)中國鐵建重工集團股份有限公司
中國鐵建重工集團股份有限公司主要從事隧道掘進機、軌道交通設備和特種專業(yè)裝備的設計、研發(fā)、制造、銷售、租賃和服務。公司生產(chǎn)的隧道掘進機主要包括土壓平衡盾構機、泥水平衡盾構機、巖石隧道掘進機(TBM)、多模式掘進機、頂管機、豎井/斜井掘進機、異型斷面掘進機、軟巖多功能掘進機、隧道出渣皮帶機9大系列,共130余類型產(chǎn)品,其中還研制了出口斯里蘭卡雙護盾TBM、塞爾維亞首臺雙護盾TBM、國產(chǎn)首臺環(huán)切式聯(lián)絡通道掘進機、國產(chǎn)最大直徑頂管機、國產(chǎn)首臺并排式雙螺旋出渣盾構機等系列地下工程高端裝備首臺套產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計,截至2023年上半年鐵建重工營業(yè)收入為55.64億元,同比增長3.77%,其中隧道掘進機業(yè)務收入為27.52億元,同比下降0.53%。
(2)安徽唐興裝備科技股份有限公司
安徽唐興裝備科技股份有限公司是一家專業(yè)從事非開挖成套裝備研發(fā)、設計、制造、銷售、租賃和服務的國家高新技術企業(yè)。公司主要產(chǎn)品為頂管機成套裝備,廣泛應用于市政管網(wǎng)、城市軌道交通、地下綜合管廊、油氣管網(wǎng)和引水隧洞等多種復雜地質及應用場景下的掘進作業(yè)。自2020年以來,公司生產(chǎn)的頂管機成套裝備在國內市場占有率位居前列,2022年市場占有率約為20%,位居全國第一。經(jīng)營業(yè)績來看,截至2023年上半年唐興科技營業(yè)收入為1.7億元,其中頂管機成套裝備收入為1.18億元。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來,在學習、借鑒國外先進頂管機產(chǎn)品和技術的基礎上,我國頂管技術不斷進步,土壓平衡、泥水平衡頂管技術日趨完善,并引入了中繼間、觸變泥漿、測量糾偏、曲線頂管和巖石頂管等技術,頂管機的應用領域也越來越廣。下游不斷增長的需求帶動了頂管機生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,頂管機生產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。根據(jù)中國地質學會非開挖技術專業(yè)委員會發(fā)布的《非開挖行業(yè)發(fā)展報告》(2022年版),2016-2022年度,我國頂管機年產(chǎn)量由470臺套增長至1110臺套(數(shù)據(jù)僅包括中國地質學會非開挖技術專業(yè)委員會會員上報的數(shù)據(jù)),復合增長率為15.4%。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家政策支持為行業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境
近年來,國家陸續(xù)頒布了《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實施方案》《“十四五”全國城市基礎設施建設規(guī)劃》《關于進一步加強城市地下管線建設管理有關工作的通知》《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄(2022年版)》等一系列政策,全國各省市積極響應國家政策,加快城市燃氣管道、給排水管道等管網(wǎng)更新改造,完善防洪排澇設施,繼續(xù)推進地下綜合管廊建設,積極建設重點水利工程、綜合立體交通網(wǎng)、重要能源基地和設施,為頂管機行業(yè)創(chuàng)造了旺盛的市場需求,提供了廣闊的市場空間。
(2)技術進步促進了行業(yè)持續(xù)增長
“十三五”期間,我國頂管機行業(yè)深入實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略,在高端、智能產(chǎn)品核心技術研發(fā)和應用推廣方面不斷取得新的突破,充分滿足了國民經(jīng)濟建設重大工程的需要,涌現(xiàn)出一大批科研成果,成為行業(yè)持續(xù)增長的重要動力。近年來,超前地質探測、識別感知、物聯(lián)網(wǎng)、遠程控制和大數(shù)據(jù)等智能化相關技術逐步發(fā)展成熟,為頂管機行業(yè)帶來了深刻變革,我國頂管機制造技術已逐漸縮小與國外的差距,并在部分細分領域實現(xiàn)了領跑和并跑。
(3)國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施帶來了新的市場增量
“一帶一路”沿線的多數(shù)國家基礎設施建設市場需求較為旺盛,但是這些國家普遍存在地下空間開發(fā)能力相對較弱的問題,關鍵設備主要依靠從其他國家進口。我國頂管機制造企業(yè)在“一帶一路”戰(zhàn)略實施推進中可以主動參與全球競爭,為頂管機行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和轉型升級創(chuàng)造了條件。
2、不利因素
(1)行業(yè)內高端人才的短缺
頂管機制造企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)和管理需要跨學科、經(jīng)驗豐富的高端復合型人才,尤其是高端研發(fā)人才。這類高端人才能夠準確把握終端用戶的市場需求,結合行業(yè)發(fā)展方向、施工工法及行業(yè)前沿技術等情況,協(xié)助企業(yè)持續(xù)快速開發(fā)出滿足市場需求的新產(chǎn)品。目前國內這方面高端復合型人才較為欠缺,主要依靠企業(yè)內部自身培養(yǎng)。高端復合型人才的短缺已經(jīng)成為制約頂管機行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸因素。
(2)行業(yè)競爭加劇
目前,我國隧道施工專用機械制造行業(yè)競爭較為充分。在隧道掘進機市場方面,以大型國有企業(yè)為主;在頂管機市場方面,民營企業(yè)則占據(jù)了頂管機市場的主要份額。目前,隧道掘進機和頂管機已形成了國有企業(yè)、民營企業(yè)錯位競爭、協(xié)調發(fā)展的市場格局。但是,部分廠商創(chuàng)新意識不夠強,低檔產(chǎn)品同質化較為嚴重。此外,由于隧道施工專用機械制造行業(yè)發(fā)展前景良好,吸引了其他工程機械生產(chǎn)廠商進入市場,從而進一步加劇了頂管機行業(yè)競爭。
八、競爭格局
目前,中國頂管機生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)占據(jù)了國內頂管機市場的絕大多數(shù)市場份額,且形成了以民營企業(yè)生產(chǎn)為主的市場格局,國外知名企業(yè)的市場份額較小。德國海瑞克公司系全球機械隧道掘進領域領先的供應商,在行業(yè)內起步較早,其在隧道施工專用機械裝備的研發(fā)、設計和生產(chǎn),尤其是在不同行業(yè)的應用方面積累了大量的經(jīng)驗。根據(jù)中國地質學會非開挖技術專業(yè)委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),目前國內頂管機生產(chǎn)廠商約30多家,市場占有率位居前列的主要廠商有:安徽唐興裝備科技股份有限公司、揚州廣鑫重型設備有限公司、鎮(zhèn)江宏宇機電設備有限公司和揚州地龍機械有限公司。2022年前述企業(yè)合計市場占有率約為50%,其中唐興科技市場占有率約為20%,在國內頂管機成套裝備細分市場的市場占有率位居第一。
九、發(fā)展趨勢
近年來,我國城市化的發(fā)展正在逐漸將重點從傳統(tǒng)的“棚改”向“舊改”轉變,慢慢由“大拆大建”轉向“定點改造”。傳統(tǒng)的開挖式作業(yè)對對路面、周邊環(huán)境破壞性較大,影響周邊的交通、商業(yè)活動和居民的正常生活。頂管技術憑借頂進速度快、施工綜合效益佳、施工空間要求較小等優(yōu)點,更為契合現(xiàn)在的城市化改造需要,機械式頂管逐步應用于部份一線城市和我國東南地區(qū)經(jīng)濟相對發(fā)達的城市。但是在城市化發(fā)展緩慢的中西部地區(qū),使用機械式頂管鋪設管道的比例仍然較低。隨著各省市陸續(xù)出臺相應響應政策,限制對道路的開挖作業(yè)并鼓勵采用非開挖的方式進行管道施工。目前,我國使用機械式頂管鋪設管道的潛在市場空間仍然較大。我國頂管機行業(yè)發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在智能化程度逐漸提升、服務型制造推動行業(yè)轉型升級、逐步實現(xiàn)進口替代與小直徑頂管機需求增長四個方面。
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