根植復(fù)合地層理論體系 引領(lǐng)盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展

文/王俊彬

（本文作者為廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所副總工程師）

廣州地鐵集團有限公司（以下簡稱廣州地鐵）自上世紀90年代初開建一號線以來，在認真引進、消化、吸收歐美日的盾構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)上，從現(xiàn)場實踐出發(fā)，理論聯(lián)系實際，針對中國地質(zhì)條件，推陳出新，首次建立了復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)理論體系。該理論體系的核心原則為“地質(zhì)是基礎(chǔ)、盾構(gòu)機是關(guān)鍵、人是根本”，同時提出一系列新觀點和新方法，如：泥餅、噴涌、滯排、有效推力及輔助氣壓掘進工法等。本世紀初，廣州地鐵領(lǐng)導(dǎo)基于已掌握的技術(shù)大膽決策，通過開放市場、培養(yǎng)人才等方式，將盾構(gòu)施工這一技術(shù)推廣至全國，加快了中國盾構(gòu)隧道工法和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

不忘初心 攻堅克難 誓做技術(shù)推廣傳播者

1994年，廣州地鐵成立監(jiān)理總部盾構(gòu)處，在施仲衡院士、王振信總工、張彌教授等專家的指導(dǎo)下，以及王文斌總監(jiān)、鞠世健處長的領(lǐng)導(dǎo)下，開始全過程跟蹤探索復(fù)合地層盾構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。

廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所揭牌

2007年，廣州地鐵成立盾構(gòu)技術(shù)研究所（以下簡稱盾研所）并率先建立了國內(nèi)盾構(gòu)專家?guī)?，現(xiàn)廣東省工程勘察設(shè)計大師史海歐與地鐵集團安監(jiān)部部長王暉分別擔(dān)任正、副所長， 盾構(gòu)行業(yè)資深專家、廣州地鐵集團原常務(wù)副總經(jīng)理竺維彬擔(dān)任首席技術(shù)總監(jiān)。

從此，一代代的廣州地鐵盾構(gòu)人，將傳播推廣復(fù)合地層盾構(gòu)施工技術(shù)作為己任。至今，盾研所已完成復(fù)合地層盾構(gòu)工程管理和監(jiān)理任務(wù)500多臺次，攻克和解決了一系列技術(shù)難題，碩果累累，如“衡盾泥”輔助帶壓進倉技術(shù)，解決了超百臺盾構(gòu)在艱難環(huán)境下的開倉和換刀難題；復(fù)合地層盾構(gòu)隧道隱蔽巖體環(huán)保爆破技術(shù)，解決了孤石和基巖凸起地層的施工難題，為全國多個城市軌道交通按期建成貢獻了力量。盾研所完成的科研成果還榮獲包括廣東省科學(xué)技術(shù)獎一等獎、廣東省土木工程學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎在內(nèi)的各種榮譽。

盾研所科研項目獲2018年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎一等獎

盾研所專家?guī)斐闪⒋髸嫌?/p>

在長期的專業(yè)盾構(gòu)監(jiān)理實踐過程中，盾研所依托廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司積集了大量相關(guān)資料，積累了豐富的經(jīng)驗，并十分重視對相關(guān)工程技術(shù)的總結(jié)以及開展各種科研項目的研究。多年來，盾研所以“為國內(nèi)軌道交通建設(shè)服務(wù)、與業(yè)界共同提高”為出發(fā)點，共開展61項科研項目的研究，獲得技術(shù)專利20件，編著出版多種技術(shù)專著，其中最具權(quán)威和影響力的有《復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)》《復(fù)合地層盾構(gòu)隧道隱蔽巖體環(huán)保爆破新技術(shù)》《衡盾泥輔助盾構(gòu)施工技術(shù)》等15本專著。

不忘初心，方得始終。盾研所在2019年年初更名為“廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所”，并邀請了國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者錢七虎院士、廣州地鐵集團原常務(wù)副總經(jīng)理竺維彬、廣州地鐵集團總工程師張志良、廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司黨委書記/執(zhí)行董事/總經(jīng)理米晉生共同為盾研所揭牌。更名后的盾研所由錢七虎、施仲衡等7名院士以及國際隧道協(xié)會主席嚴金秀等22名行業(yè)大咖擔(dān)任顧問，竺維彬任首席專家，廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司副總經(jīng)理兼總工程師鐘長平和副總經(jīng)理黃威然分別擔(dān)任正、副所長。同時，盾研所對專家?guī)靸?nèi)的專家重新進行審核和聘任。

建立盾研所專家?guī)斓某踔允菫槿珖軜?gòu)專家同仁搭建一個平臺，這個平臺的建立不為錢、不為利，為的是為一線盾構(gòu)隧道行業(yè)工人站臺發(fā)聲，讓大家了解這群“看不見陽光”的人是如何全心全意為改造自然、造福社會無私奉獻的。此外，建立盾研所專家?guī)爝€有三點意義：一是追溯初心，讓大家了解中國盾構(gòu)從何處來、向何處去。二是建立一個可以讓大家相互學(xué)習(xí)、相互交流、共同提高、不斷創(chuàng)新的平臺和橋梁，融合知識、凝聚力量，領(lǐng)航盾構(gòu)行業(yè)發(fā)展。三是讓大家相互關(guān)心、相互幫助，收獲友情、快樂人生。

盾研所專家?guī)烊河⑺C萃，集聚了長期扎根于中國盾構(gòu)事業(yè)第一線的精英團隊，設(shè)置了盾構(gòu)工程、盾構(gòu)機電兩個專業(yè)。盾研所將繼續(xù)以服務(wù)工程一線為宗旨，以解決工程難題為導(dǎo)向，開拓思路、創(chuàng)新方法，注重技術(shù)沉淀，通過參與編寫行業(yè)規(guī)范、制定行業(yè)標準，廣泛開展盾構(gòu)工程行業(yè)科技創(chuàng)新、信息交流、學(xué)術(shù)研討、人才培訓(xùn)、技術(shù)咨詢等活動，推動我國盾構(gòu)行業(yè)技術(shù)進步，引領(lǐng)中國盾構(gòu)行業(yè)技術(shù)發(fā)展。

互認南北專家?guī)?共推盾構(gòu)行業(yè)縱深發(fā)展

隨著盾研所在國內(nèi)外影響的擴大，2019年10月，北京盾構(gòu)工程協(xié)會與盾研所開展專家?guī)旎フJ協(xié)議的簽訂。南北兩庫的互認，首次實現(xiàn)了國內(nèi)盾構(gòu)工程專家的共享，雙方既能發(fā)揮各自優(yōu)勢，又可強強聯(lián)合，多渠道、多方位地緊密加強創(chuàng)新技術(shù)交流合作，對于促進南北盾構(gòu)技術(shù)融合、建設(shè)中國最大盾構(gòu)智庫，共同推動我國盾構(gòu)工程行業(yè)向縱深發(fā)展具有重要意義。下一步，兩個專家?guī)煸趨⑴c編寫行業(yè)規(guī)范、制定行業(yè)標準、開展盾構(gòu)工程行業(yè)科技創(chuàng)新、信息交流、學(xué)術(shù)研討、人才培訓(xùn)、技術(shù)咨詢等方面將會廣泛合作，以更好地推動我國盾構(gòu)事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

我國盾構(gòu)工程行業(yè)南北專家?guī)旎フJ簽約儀式合影

國內(nèi)兩大盾構(gòu)工程專家?guī)熨Y源的共享互融，也將促進我國盾構(gòu)施工行業(yè)高層次人才的互動交流，推動盾構(gòu)工程科技向智慧化、智能化、信息化方向發(fā)展。

習(xí)近平總書記視察廣東時提出：要深化改革開放，推動高質(zhì)量發(fā)展，要把粵港澳大灣區(qū)建設(shè)作為廣東改革開放的大機遇、大文章，抓緊抓實辦好。新時代灣區(qū)軌道交通，將從灣區(qū)城際、區(qū)（市）域、地鐵網(wǎng)絡(luò)協(xié)同運輸起步，向跨層級互聯(lián)互通、跨城市一體化網(wǎng)絡(luò)融合逐步邁進。

在世界大國中，中國在隧道數(shù)量和里程上都是全世界最多的，同時，中國也是盾構(gòu)大國。作為一個隧道大國，我們利用盾構(gòu)在各種異常復(fù)雜的條件下修建了大量的隧道工程，積累了豐富的實踐經(jīng)驗，但當前，這些數(shù)據(jù)、經(jīng)驗還主要分散在不同區(qū)域、不同公司以及不同專家的腦海里，這些涓涓細流還沒有匯聚成河、成海，更沒有形成大數(shù)據(jù)，因此，我們也就不能從這些數(shù)據(jù)中揭示出有價值的規(guī)律。所以，盾研所通過建立盾構(gòu)專家?guī)觳⑴c其他有影響力的國內(nèi)專家?guī)旎フJ或合作，將有利于盾構(gòu)行業(yè)大數(shù)據(jù)的形成。

目前，中國隧道技術(shù)的總體水平是世界先進水平，在很多方面，我們實際上已經(jīng)走在世界的前面，如TBM/盾構(gòu)制造能力和研發(fā)、地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)、監(jiān)控量測和信息化施工，這些方面我們是比較先進的并具有優(yōu)勢。下一步，要實現(xiàn)隧道掘進機的智能化也并非遙不可及，實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵是隧道工程核心要素的信息化、自動化和智能化。隧道工程其實是在地層中進行隧道掘進以及產(chǎn)生的地層的變形反應(yīng)，因此，其核心要素就是地層介質(zhì)、隧道施工和變形反應(yīng)，把這三個核心要素信息化并相關(guān)了，我們離隧道掘進機（TBM）智能化施工也就不遠了。目前，在這三個方面的信息化上，盾研所已經(jīng)做了大量工作，關(guān)鍵和難度在信息的相關(guān)分析，而要實現(xiàn)突破，離不開技術(shù)的交流、思想的碰撞、經(jīng)驗的分享以及技術(shù)的集成、設(shè)計和施工等信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，使隧道智能化施工技術(shù)獲得質(zhì)的飛躍。利用云計算技術(shù)對感知信息進行數(shù)據(jù)融合和處理分析，實現(xiàn)網(wǎng)上“數(shù)字隧道”與物聯(lián)網(wǎng)的融合；在進行智能分析處理后，作出智能化響應(yīng)和決策支持的指令，實現(xiàn)智慧服務(wù)。面對海量的數(shù)據(jù)，我們可以做得更多、利用得更好。這些創(chuàng)新發(fā)展離不開對先進技術(shù)的研究、同行技術(shù)的經(jīng)驗積累、資源的互通協(xié)同，而盾研所正承擔(dān)著為業(yè)界同仁搭建這樣一個交流平臺的重任。

孫鈞、施仲衡、錢七虎、王振信等老一輩專家最近多次指出，今后盾構(gòu)工程將向大直徑、大埋深、長距離復(fù)合地層盾構(gòu)和異型盾構(gòu)方向發(fā)展。復(fù)合地層盾構(gòu)技術(shù)的研究領(lǐng)域十分廣闊，世紀工程諸如川藏鐵路隧道工程、瓊州海峽隧道工程一定會碰到大量新問題等待攻克，由此產(chǎn)生的新觀念、新技術(shù)、新工藝需從重大工程中檢驗和發(fā)展。廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所將致力于更好地推動盾構(gòu)事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，為中國乃至國際盾構(gòu)事業(yè)的發(fā)展作出新的更大貢獻。