10月24日，盾构技术创新及盾构产业化高端论坛在河南郑州举行，中国工程院院士王梦恕、梁文灏、郑颖人、王景全，中国科学院院士熊有伦以及来自高校和企业的专家云集盾构及掘进技术国家重点实验室“华山论剑”，探讨盾构技术创新及掘进中遇到的各种难题，为今后修建特长海底隧道提供技术储备，为加速我国盾构产业化进程出谋划策。

    目前，我国已成为世界隧道大国，城市轨道交通建设掀起新高潮，隧道穿江越洋正在兴起，盾构研制和施工在未来一段时期是一个巨大的市场。为此，记者围绕盾构技术创新及产业化采访了盾构及掘进技术国家重点实验室主任、中铁隧道集团公司总工程师洪开荣博士。

    承担国家级课题抢占科技制高点

    洪开荣毕业于北京交通大学，师从着名隧道专家王梦恕院士，主持多项国家863、973课题，在海底储气储油洞库群、复杂地质条件下盾构施工技术领域取得突出成绩，荣获全国五一劳动奖章、中原学者等称号。
    洪开荣介绍：“实验室的优势在于产、学、研、用紧密结合，相互促进，良性发展，目前取得可喜成绩，极大地提升了盾构及掘进技术创新能力。”

    上世纪90年代中期，中铁隧道集团率先采用TBM成功修建西康铁路秦岭隧道。进入21世纪以来，他们率先采用复合式盾构成功修建广州地铁二号线越三区间，开启了盾构法大规模修建城市地铁的序幕。

    洪开荣说：“在施工过程中，我们发现，‘洋盾构’往往水土不服，并且配件昂贵，也正是在一次次的攻坚克难中，我们认识到盾构国产化的重要性和紧迫性。”但是，盾构机制造工艺复杂，附加值高，技术仅为国外少数发达国家掌握和垄断。“如果不能实现盾构国产化，我们将永远受制于人。”

    在科技部和河南省的大力支持下，中铁隧道集团公司从2002年开始承担起国家863计划盾构关键技术课题研究，经过七年多努力，自主设计制造出我国首台复合式土压平衡盾构——“中国中铁一号”。如今“中国中铁”系列盾构凭借故障率低、控制精度高、造价合理等优势，已在全国轨道交通建设中发挥主力军作用。

    2010年初，科技部正式批准以中铁隧道集团有限公司为依托，筹建盾构及掘进技术国家重点实验室，承担起一批国家级科研课题。

    2011年5月，重点实验室承担的首个973计划“基于高效破岩的盾构刀盘刀具数字化设计基础研究”课题启动。

    2011年12月，重点实验室承担的第二个973计划“盾构电液测控方法与系统集成技术研究”课题通过了科技部专家论证。

    2012年4月26日，盾构及掘进技术国家重点实验室在郑州国家高新区揭牌。

    洪开荣介绍：实验室围绕盾构的地质适应性及盾构掘进的快速、安全、文明的目标开展相关技术研究，确定了刀盘刀具技术、盾构施工控制技术、系统集成与控制技术3个研究方向，刀具综合检测系统、施工数据处理、虚拟现实技术等11个试验系统已经投入使用，开展了海峡两岸盾构施工技术交流等一系列高层次交流活动，在多方面取得重要进展。

    “科研与施工紧密配合，相互促进。”洪开荣说。目前盾构掘进远程故障诊断研究工作启动，初步实现了盾构施工操作数据的实时传送和分析，逐步在重庆轨道交通六号线、深圳地铁十一号线、武汉地铁过江隧道等项目展开试点并取得显着效果。

    攻克各类施工难题加速盾构产业化

    “地面变形、设备失效、方向失准是盾构机施工面临的三大国际公认难题，我们不但攻克了，而且积累了丰富的施工经验。”洪开荣说，“我们是隧道专业施工队伍，要敢为人先，勇于实践，必须做隧道行业科技创新的引领者。”

    被誉为“万里长江第一隧”的武汉长江隧道，面临带压进仓作业、盾构前方障碍物的探测与处理等五项世界性难题，盾构推向江中时，曾遇到沉船、炮弹等物体，严重阻碍了盾构前行。项目部成立了专门研究处理科研小组，对盾构进行全程监控，采用磁感应探测、高磁力吸引等先进探测方法，为盾构前行扫除障碍。

    洪开荣介绍：“‘急转弯’施工是越江隧道面临的一道重要难题，极易造成盾构卡壳、管片破损错位、管片漏水等，严重情况下还会造成隧道变形、坍塌。” 在武汉地铁越江隧道施工中，科研人员不但发明了盾构姿态预测纠偏技术，解决了失准难题，而且创造性地让“盾头”和“盾尾”分离，通过精确计算，严控盾构姿态、减小推力和掘进速度，使盾构成功通过了大曲线弯道。

    广（州）深（圳）（香）港铁路客专狮子洋隧道是隧道施工从穿江向越洋时代延伸的标志性工程。洪开荣任项目经理，带领科研人员对盾构刀盘刀具、推进和驱动等子系统进行改进，使得各系统故障率显着降低，逐一攻克了600米江底裂隙发育段等12项重大危险源，破解了盾构“江底掘进、相向掘进、地中对接”难题，为我国建设类似长大水下与海底隧道建设提供了具体参数和借鉴。

    洪开荣介绍：“我国地质复杂多变，因此，我们掌握的盾构机类型丰富，实践性强，这是我们与国际同行相比具有的优势。”TBM是适应于复杂地质特长山岭隧道施工，实验室着力突破核心技术，开发研制出超越国际同类产品的TBM成套装备。

    在有着“解陇中之渴”之称的甘肃引洮供水隧洞施工中，国家重点实验室量体裁衣对“洋盾构”的刀盘和盾体进行设计与改造，施工连创新高，并以1868米的掘进记录刷新TBM世界记录。

    中铁隧道集团不仅在盾构科技创新中创造新记录，而且在十余年实践中攻克了一个个盾构施工难题，成为盾构施工国家规范的实践者和制定者。洪开荣主持、参与编写的《盾构法隧道施工与验收规范》等已成为国家标准。

    穿江越洋 水下隧道发展方兴未艾

    “平步跨高山，谈笑越江海。”中铁隧道集团公司总工程师洪开荣认为，数百年来遇水架桥的思维正在被打破，从大江大河甚至海底下面穿越已不再是梦想。

    特别是沿江沿海地区，城市空间非常有限，而隧道出入口占地少、不扰民，优势很大。因此，向地下和水下空间开发将是必然趋势。

    随着经济和社会的飞速发展，岛与岛之间、岛与大陆之间、海峡之间的海底隧道连接越来越多，越来越重要。例如研究论证中的琼州海峡隧道、渤海海峡和台湾海峡，属于世界级工程，关系到物资运输储备、国家发展战略和领土安全，适合采用超级盾构、TBM与钻爆法联合施工。施工智能化、信息化和机械化技术，都需要继续加快发展和提高。

    业内专家指出，江河海洋地下工程空间开发具有广阔的发展前景，已成为建筑业新的发展亮点。

    目前，中铁隧道集团拥有盾构机60余台，多次成功穿越长江、黄河和珠江等大江大河，攻克了海底花岗岩极度软弱不均地层、高水压进仓作业、长距离掘进对接等世界级难题，不断刷新国内甚至世界记录。他们不但总结出适宜水下大直径盾构施工计算模型，前瞻性地进行盾构前沿科技研究，而且引领我国隧道施工进入穿江越洋时代，走在了国际盾构科技及产业化前沿。

    “人在地上走，车在地下行。江河湖海任我游，岛峡相连新大陆。这是中隧人的梦想，也是隧道科技未来使命之所在。”洪开荣自豪地说。
 

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