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　　10月24日，盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新及盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化高端論壇在河南鄭州舉行，中國工程院院士王夢恕、梁文灝、鄭穎人、王景全，中國科學(xué)院院士熊有倫以及來自高校和企業(yè)的專家云集盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“華山論劍”，探討盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新及掘進(jìn)中遇到的各種難題，為今后修建特長海底隧道提供技術(shù)儲(chǔ)備，為加速我國盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程出謀劃策。

　　目前，我國已成為世界隧道大國，城市軌道交通建設(shè)掀起新高潮，隧道穿江越洋正在興起，盾構(gòu)研制和施工在未來一段時(shí)期是一個(gè)巨大的市場。為此，記者圍繞盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化采訪了盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中鐵隧道集團(tuán)公司總工程師洪開榮博士。

　　承擔(dān)國家級(jí)課題搶占科技制高點(diǎn)

　　洪開榮畢業(yè)于北京交通大學(xué)，師從著名隧道專家王夢恕院士，主持多項(xiàng)國家863、973課題，在海底儲(chǔ)氣儲(chǔ)油洞庫群、復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域取得突出成績，榮獲全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?、中原學(xué)者等稱號(hào)。

　　洪開榮介紹：“實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢在于產(chǎn)、學(xué)、研、用緊密結(jié)合，相互促進(jìn)，良性發(fā)展，目前取得可喜成績，極大地提升了盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新能力。”

　　上世紀(jì)90年代中期，中鐵隧道集團(tuán)率先采用TBM成功修建西康鐵路秦嶺隧道。進(jìn)入21世紀(jì)以來，他們率先采用復(fù)合式盾構(gòu)成功修建廣州地鐵二號(hào)線越三區(qū)間，開啟了盾構(gòu)法大規(guī)模修建城市地鐵的序幕。

　　洪開榮說：“在施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)，‘洋盾構(gòu)’往往水土不服，并且配件昂貴，也正是在一次次的攻堅(jiān)克難中，我們認(rèn)識(shí)到盾構(gòu)國產(chǎn)化的重要性和緊迫性。”但是，盾構(gòu)機(jī)制造工藝復(fù)雜，附加值高，技術(shù)僅為國外少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握和壟斷。“如果不能實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)國產(chǎn)化，我們將永遠(yuǎn)受制于人。”

　　在科技部和河南省的大力支持下，中鐵隧道集團(tuán)公司從2002年開始承擔(dān)起國家863計(jì)劃盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)課題研究，經(jīng)過七年多努力，自主設(shè)計(jì)制造出我國首臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)——“中國中鐵一號(hào)”。如今“中國中鐵”系列盾構(gòu)憑借故障率低、控制精度高、造價(jià)合理等優(yōu)勢，已在全國軌道交通建設(shè)中發(fā)揮主力軍作用。

　　2010年初，科技部正式批準(zhǔn)以中鐵隧道集團(tuán)有限公司為依托，籌建盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)起一批國家級(jí)科研課題。

　　2011年5月，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的首個(gè)973計(jì)劃“基于高效破巖的盾構(gòu)刀盤刀具數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究”課題啟動(dòng)。

　　2011年12月，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的第二個(gè)973計(jì)劃“盾構(gòu)電液測控方法與系統(tǒng)集成技術(shù)研究”課題通過了科技部專家論證。

　　2012年4月26日，盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在鄭州國家高新區(qū)揭牌。

　　洪開榮介紹：實(shí)驗(yàn)室圍繞盾構(gòu)的地質(zhì)適應(yīng)性及盾構(gòu)掘進(jìn)的快速、安全、文明的目標(biāo)開展相關(guān)技術(shù)研究，確定了刀盤刀具技術(shù)、盾構(gòu)施工控制技術(shù)、系統(tǒng)集成與控制技術(shù)3個(gè)研究方向，刀具綜合檢測系統(tǒng)、施工數(shù)據(jù)處理、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等11個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，開展了海峽兩岸盾構(gòu)施工技術(shù)交流等一系列高層次交流活動(dòng)，在多方面取得重要進(jìn)展。

　　“科研與施工緊密配合，相互促進(jìn)。”洪開榮說。目前盾構(gòu)掘進(jìn)遠(yuǎn)程故障診斷研究工作啟動(dòng)，初步實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)施工操作數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送和分析，逐步在重慶軌道交通六號(hào)線、深圳地鐵十一號(hào)線、武漢地鐵過江隧道等項(xiàng)目展開試點(diǎn)并取得顯著效果。

　　攻克各類施工難題加速盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化

　　“地面變形、設(shè)備失效、方向失準(zhǔn)是盾構(gòu)機(jī)施工面臨的三大國際公認(rèn)難題，我們不但攻克了，而且積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。”洪開榮說，“我們是隧道專業(yè)施工隊(duì)伍，要敢為人先，勇于實(shí)踐，必須做隧道行業(yè)科技創(chuàng)新的引領(lǐng)者。”

　　被譽(yù)為“萬里長江第一隧”的武漢長江隧道，面臨帶壓進(jìn)倉作業(yè)、盾構(gòu)前方障礙物的探測與處理等五項(xiàng)世界性難題，盾構(gòu)推向江中時(shí)，曾遇到沉船、炮彈等物體，嚴(yán)重阻礙了盾構(gòu)前行。項(xiàng)目部成立了專門研究處理科研小組，對(duì)盾構(gòu)進(jìn)行全程監(jiān)控，采用磁感應(yīng)探測、高磁力吸引等先進(jìn)探測方法，為盾構(gòu)前行掃除障礙。

　　洪開榮介紹：“‘急轉(zhuǎn)彎’施工是越江隧道面臨的一道重要難題，極易造成盾構(gòu)卡殼、管片破損錯(cuò)位、管片漏水等，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成隧道變形、坍塌。” 在武漢地鐵越江隧道施工中，科研人員不但發(fā)明了盾構(gòu)姿態(tài)預(yù)測糾偏技術(shù)，解決了失準(zhǔn)難題，而且創(chuàng)造性地讓“盾頭”和“盾尾”分離，通過精確計(jì)算，嚴(yán)控盾構(gòu)姿態(tài)、減小推力和掘進(jìn)速度，使盾構(gòu)成功通過了大曲線彎道。

　　廣(州)深(圳)(香)港鐵路客專獅子洋隧道是隧道施工從穿江向越洋時(shí)代延伸的標(biāo)志性工程。洪開榮任項(xiàng)目經(jīng)理，帶領(lǐng)科研人員對(duì)盾構(gòu)刀盤刀具、推進(jìn)和驅(qū)動(dòng)等子系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使得各系統(tǒng)故障率顯著降低，逐一攻克了600米江底裂隙發(fā)育段等12項(xiàng)重大危險(xiǎn)源，破解了盾構(gòu)“江底掘進(jìn)、相向掘進(jìn)、地中對(duì)接”難題，為我國建設(shè)類似長大水下與海底隧道建設(shè)提供了具體參數(shù)和借鑒。

　　洪開榮介紹：“我國地質(zhì)復(fù)雜多變，因此，我們掌握的盾構(gòu)機(jī)類型豐富，實(shí)踐性強(qiáng)，這是我們與國際同行相比具有的優(yōu)勢。”TBM是適應(yīng)于復(fù)雜地質(zhì)特長山嶺隧道施工，實(shí)驗(yàn)室著力突破核心技術(shù)，開發(fā)研制出超越國際同類產(chǎn)品的TBM成套裝備。

　　在有著“解隴中之渴”之稱的甘肅引洮供水隧洞施工中，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室量體裁衣對(duì)“洋盾構(gòu)”的刀盤和盾體進(jìn)行設(shè)計(jì)與改造，施工連創(chuàng)新高，并以1868米的掘進(jìn)記錄刷新TBM世界記錄。

　　中鐵隧道集團(tuán)不僅在盾構(gòu)科技創(chuàng)新中創(chuàng)造新記錄，而且在十余年實(shí)踐中攻克了一個(gè)個(gè)盾構(gòu)施工難題，成為盾構(gòu)施工國家規(guī)范的實(shí)踐者和制定者。洪開榮主持、參與編寫的《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》等已成為國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　穿江越洋 水下隧道發(fā)展方興未艾

　　“平步跨高山，談笑越江海。”中鐵隧道集團(tuán)公司總工程師洪開榮認(rèn)為，數(shù)百年來遇水架橋的思維正在被打破，從大江大河甚至海底下面穿越已不再是夢想。

　　特別是沿江沿海地區(qū)，城市空間非常有限，而隧道出入口占地少、不擾民，優(yōu)勢很大。因此，向地下和水下空間開發(fā)將是必然趨勢。

　　隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，島與島之間、島與大陸之間、海峽之間的海底隧道連接越來越多，越來越重要。例如研究論證中的瓊州海峽隧道、渤海海峽和臺(tái)灣海峽，屬于世界級(jí)工程，關(guān)系到物資運(yùn)輸儲(chǔ)備、國家發(fā)展戰(zhàn)略和領(lǐng)土安全，適合采用超級(jí)盾構(gòu)、TBM與鉆爆法聯(lián)合施工。施工智能化、信息化和機(jī)械化技術(shù)，都需要繼續(xù)加快發(fā)展和提高。

　　業(yè)內(nèi)專家指出，江河海洋地下工程空間開發(fā)具有廣闊的發(fā)展前景，已成為建筑業(yè)新的發(fā)展亮點(diǎn)。

　　目前，中鐵隧道集團(tuán)擁有盾構(gòu)機(jī)60余臺(tái)，多次成功穿越長江、黃河和珠江等大江大河，攻克了海底花崗巖極度軟弱不均地層、高水壓進(jìn)倉作業(yè)、長距離掘進(jìn)對(duì)接等世界級(jí)難題，不斷刷新國內(nèi)甚至世界記錄。他們不但總結(jié)出適宜水下大直徑盾構(gòu)施工計(jì)算模型，前瞻性地進(jìn)行盾構(gòu)前沿科技研究，而且引領(lǐng)我國隧道施工進(jìn)入穿江越洋時(shí)代，走在了國際盾構(gòu)科技及產(chǎn)業(yè)化前沿。

　　“人在地上走，車在地下行。江河湖海任我游，島峽相連新大陸。這是中隧人的夢想，也是隧道科技未來使命之所在。”洪開榮自豪地說。