廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所：跨越新章 銜夢前行

文/ 王俊彬

上個十年，廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所（以下簡稱“盾構(gòu)技術(shù)研究所”或“研究所”）在確立復合地層盾構(gòu)施工理論概念的基礎(chǔ)上，提出復合地層盾構(gòu)施工“破、和、排”的治理理念并形成理論體系，開創(chuàng)性地研究及應用了土壓或泥水平衡盾構(gòu)技氣壓輔助平衡掘進技術(shù)、泥水-土壓雙模式盾構(gòu)機及施工技術(shù)、衡盾泥輔助盾構(gòu)施工技術(shù)、環(huán)保微差爆破技術(shù)等，為國內(nèi)盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展提供了借鑒和參考，貢獻出了綿薄之力。

2020年，在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，中國廣大人民眾志成城，積極應對新冠肺炎疫情帶來的影響，推動社會生產(chǎn)與生活快速復蘇。中國盾構(gòu)工程行業(yè)也逆勢而上，勇攀一個又一個高峰：國內(nèi)首臺三模盾構(gòu)機成功下線應用于廣州地鐵七號線項目，深圳機荷高速改擴建項目荷坳隧道突破18米級特大直徑盾構(gòu)設(shè)計的新紀錄，北京東六環(huán)地下通道項目國內(nèi)16米級超大直徑盾構(gòu)機成功下線并在工地開始組裝；國內(nèi)15米級超大直徑越海盾構(gòu)隧道汕頭蘇埃通道順利貫通，深圳春風隧道工程、珠海隧道工程、佛山季華路隧道工程、廣州海珠灣隧道工程等復合地層超大直徑盾構(gòu)隧道工程有序推進；參與全球14米以上超大直徑盾構(gòu)機/TBM隧道項目超過60項。中國盾構(gòu)工程行業(yè)的發(fā)展突飛猛進，已臻世界先進水平。

不忘初心——勇?lián)姑V新章 凝心聚力助跨越

近年來，隨著中國城市軌道交通、公路、水利與地下管廊、地下空間開發(fā)等領(lǐng)域的大規(guī)模建設(shè)，盾構(gòu)法施工已得到越來越廣泛的應用，盾構(gòu)工程設(shè)計、評審、施工、監(jiān)理、技術(shù)服務等產(chǎn)業(yè)已形成了一個龐大的跨學科、跨專業(yè)、跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集群。

根據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會數(shù)據(jù)，中國城市軌道交通新增運營線路總長度呈現(xiàn)快速增長趨勢。2012年年底，中國城市軌道交通運營線路中總長度為2286公里，到2019年底達到6736.2公里，年復合增長率為16.69%。數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間，中國城市軌道交通運營里程預計新增4494公里，年均新增近900公里，總里程達8112公里?！笆奈濉逼陂g，中國城市軌道交通運營里程有望新增5000公里，年均新增1000公里左右，總里程達1.3萬公里。預計到2025年，國內(nèi)開通運營城市軌道交通的城市將達到50個，運營里程將超過15000公里。

作為中國盾構(gòu)技術(shù)應用最早的城市之一，廣州在盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新中走在前列。廣州地鐵經(jīng)過20多年實踐，率先提出了復合地層的概念，創(chuàng)建復合地層盾構(gòu)施工理論體系，成功穿越了石灰?guī)r地層的溶土洞、花崗巖的孤石和孤石群；研發(fā)“衡盾泥”技術(shù)、復合地層盾構(gòu)施工隱蔽巖體環(huán)保爆破技術(shù)，成功攻克了在富水砂層、深厚淤泥、堅硬巖石等各種復雜地質(zhì)條件下修建地鐵工程的難題。

今年，正值中國共產(chǎn)黨百年華誕，也是“十四五”規(guī)劃的開局之年，為貫徹落實黨的十九屆五中全會精神，助力廣州地鐵集團完成“提速廣州、主導灣區(qū)、引領(lǐng)行業(yè)”的使命，實現(xiàn)盾構(gòu)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展目標，以優(yōu)異成績迎接建黨100周年，廣州軌道交通盾構(gòu)技術(shù)研究所將不忘初心，繼續(xù)為業(yè)內(nèi)專家提供信息交流、學術(shù)研討、人才培訓、技術(shù)咨詢、科技創(chuàng)新交流平臺，并以更強大的組織優(yōu)勢，凝聚奮斗前進的磅礴力量，繼續(xù)真抓實干、銳意進取、主動作為，筑牢黨的建設(shè)這個持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的“主心骨”和“領(lǐng)航器”，在保持先進技術(shù)視野及應用水平的同時不斷拓展，把黨的先進性切實轉(zhuǎn)化為盾構(gòu)事業(yè)的先進性，與合作各方共享發(fā)展新機遇，在推進中國盾構(gòu)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)交通強國的奮斗征程中作出新的貢獻！

砥礪奮進——豐碩成果推動盾構(gòu)工程科技創(chuàng)新與行業(yè)發(fā)展

過去一年，盾構(gòu)技術(shù)研究所的專家?guī)煸鲅a了第2批專家，目前專家人數(shù)達275名。研究所顧問和專家對全國超20個城市的盾構(gòu)工程，包括超大直徑盾構(gòu)工程項目開展了技術(shù)咨詢、方案評審、學術(shù)交流和技術(shù)培訓等服務。研究所和中國巖石力學與工程學會工程實例專委會共同發(fā)布《中國盾構(gòu)/TBM使用與發(fā)展綠皮書》，搭建了行業(yè)公益性信息分享平臺，并取得了一系列豐碩成果，有力推動了盾構(gòu)工程行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

【成果一】最新力作《復合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)（新版）》出版發(fā)行。該書闡述了復合地層盾構(gòu)施工理論體系，在原版的基礎(chǔ)上增加了技術(shù)理論提升、施工設(shè)備、材料、工藝流程的創(chuàng)新等內(nèi)容，提出超大直徑盾構(gòu)思考與挑戰(zhàn)、雙模盾構(gòu)、多模盾構(gòu)的實踐，選取的案例更加廣泛且更具代表性。該書不僅為盾構(gòu)從業(yè)者進行盾構(gòu)機選型，規(guī)范盾構(gòu)施工，科學采取相關(guān)措施，規(guī)避或降低盾構(gòu)施工風險，減少事故人員傷亡和財產(chǎn)損失提供了經(jīng)驗總結(jié)，還為中國乃至世界地下工程盾構(gòu)的施工提供了有益的參考。

【成果二】由廣州地鐵集團、廣州軌道交通監(jiān)理公司和研究所等共同承擔的的“地鐵盾構(gòu)隧道孤石爆破及掘進綜合技術(shù)研究與應用”項目成果榮獲中國城市軌道交通協(xié)會科學技術(shù)進步獎一等獎。該成果已成功應用于廣州地鐵、深圳地鐵、福州地鐵、廈門軌道交通、東莞軌道交通、珠海城際軌道交通、珠?？缢澜煌ㄋ淼赖缺姸喽軜?gòu)工程中，確保了孤石和基巖凸起地層中盾構(gòu)施工的安全與高效。項目成果不僅為許多隧道的貫通作出貢獻，還豐富了盾構(gòu)技術(shù)和爆破技術(shù)理論，被由錢七虎院士、陳湘生院士等專家組成的鑒定委員會一致評定達到國際領(lǐng)先水平。

研究所項目成果榮獲廣東省土木建筑學會科學技術(shù)進步獎一等獎

研究所項目成果榮獲廣東省科技進步獎一等獎

【成果三】“盾構(gòu)施工‘衡盾泥’輔助帶壓進倉技術(shù)”項目成果榮獲廣東省土木建筑學會科學技術(shù)進步獎一等獎。該項目攻克了上軟下硬、全斷面富水砂層、卵石層、斷層破碎帶、孤石地層中盾構(gòu)施工帶壓開倉的世界性難題，相關(guān)技術(shù)應用在了全國15個城市46個項目120臺次陷入困境的盾構(gòu)工程中。以錢七虎院士、陳勇院士、國際隧協(xié)主席嚴金秀為首的七名專家評價該成果為國內(nèi)外首創(chuàng)，達到國際領(lǐng)先水平，經(jīng)濟效益顯著、社會效益巨大，應用前景廣闊。

【成果四】“富水巖溶發(fā)育復合地層盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究”項目成果獲廣東省科技進步獎一等獎。該項目共授權(quán)專利22項，其中國家發(fā)明專利授權(quán)14項，國際發(fā)明專利授權(quán)1項，實用新型專利授權(quán)7項。技術(shù)成果推廣應用于廣州、深圳、南寧、長沙、濟南、杭州、大連等多個城市盾構(gòu)工程中。在成果鑒定中，錢七虎院士和陳湘生院士領(lǐng)銜的專家一致認為，項目成果實現(xiàn)了富水巖溶發(fā)育條件下復合地層盾構(gòu)施工的安全、高效，達到國際領(lǐng)先水平，經(jīng)濟和社會效益顯著，應用前景廣闊。

國家發(fā)明專利證書

【成果五】研究所首席專家竺維彬提出的三模盾構(gòu)技術(shù)獲授權(quán)國家發(fā)明專利，并基于該專利技術(shù)原理聯(lián)合中鐵裝備集團、中鐵華隧共同完成三模盾構(gòu)機實物研發(fā)，將應用到廣州地鐵七號線二期蘿崗至水西區(qū)間工程。與常規(guī)盾構(gòu)機相比，三模盾構(gòu)機同時設(shè)置了土壓模式的出土設(shè)備（螺旋輸送機和皮帶輸送機）、泥水模式的泥漿循環(huán)系統(tǒng)和滿足TBM掘進模式的刀盤及驅(qū)動系統(tǒng)，三種模式可針對不同的地層實現(xiàn)一鍵切換，技術(shù)人員在主控室內(nèi)就能操作，無需進倉拆裝部件，避免了長時間的模式轉(zhuǎn)換作業(yè)帶來的風險，特別適用于城市環(huán)境、地表沉降要求高的項目。

2021年是“十四五”規(guī)劃的開局之年、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵之年，盾構(gòu)工程行業(yè)將迎來新的機遇和挑戰(zhàn)。盾構(gòu)領(lǐng)域要增強產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力建設(shè)，瞄準“卡脖子”問題，在關(guān)鍵零部件方面加強科技攻關(guān)，加快核心部件的國產(chǎn)化進程，增強供應鏈抵御風險的能力，推動國內(nèi)乃至全球盾構(gòu)行業(yè)發(fā)展邁上新臺階。