根植复合地层理论体系 引领盾构施工技术发展

文/王俊彬

（本文作者为广州轨道交通盾构技术研究所副总工程师）

广州地铁集团有限公司（以下简称广州地铁）自上世纪90年代初开建一号线以来，在认真引进、消化、吸收欧美日的盾构技术基础上，从现场实践出发，理论联系实际，针对中国地质条件，推陈出新，首次建立了复合地层盾构施工技术理论体系。该理论体系的核心原则为“地质是基础、盾构机是关键、人是根本”，同时提出一系列新观点和新方法，如：泥饼、喷涌、滞排、有效推力及辅助气压掘进工法等。本世纪初，广州地铁领导基于已掌握的技术大胆决策，通过开放市场、培养人才等方式，将盾构施工这一技术推广至全国，加快了中国盾构隧道工法和产业的发展。

不忘初心 攻坚克难 誓做技术推广传播者

1994年，广州地铁成立监理总部盾构处，在施仲衡院士、王振信总工、张弥教授等专家的指导下，以及王文斌总监、鞠世健处长的领导下，开始全过程跟踪探索复合地层盾构的关键技术。

广州轨道交通盾构技术研究所揭牌

2007年，广州地铁成立盾构技术研究所（以下简称盾研所）并率先建立了国内盾构专家库，现广东省工程勘察设计大师史海欧与地铁集团安监部部长王晖分别担任正、副所长， 盾构行业资深专家、广州地铁集团原常务副总经理竺维彬担任首席技术总监。

从此，一代代的广州地铁盾构人，将传播推广复合地层盾构施工技术作为己任。至今，盾研所已完成复合地层盾构工程管理和监理任务500多台次，攻克和解决了一系列技术难题，硕果累累，如“衡盾泥”辅助带压进仓技术，解决了超百台盾构在艰难环境下的开仓和换刀难题；复合地层盾构隧道隐蔽岩体环保爆破技术，解决了孤石和基岩凸起地层的施工难题，为全国多个城市轨道交通按期建成贡献了力量。盾研所完成的科研成果还荣获包括广东省科学技术奖一等奖、广东省土木工程学会科学技术奖一等奖在内的各种荣誉。

盾研所科研项目获2018年度广东省科学技术奖一等奖

盾研所专家库成立大会合影

在长期的专业盾构监理实践过程中，盾研所依托广州轨道交通建设监理有限公司积集了大量相关资料，积累了丰富的经验，并十分重视对相关工程技术的总结以及开展各种科研项目的研究。多年来，盾研所以“为国内轨道交通建设服务、与业界共同提高”为出发点，共开展61项科研项目的研究，获得技术专利20件，编著出版多种技术专著，其中最具权威和影响力的有《复合地层中的盾构施工技术》《复合地层盾构隧道隐蔽岩体环保爆破新技术》《衡盾泥辅助盾构施工技术》等15本专著。

不忘初心，方得始终。盾研所在2019年年初更名为“广州轨道交通盾构技术研究所”，并邀请了国家最高科学技术奖获得者钱七虎院士、广州地铁集团原常务副总经理竺维彬、广州地铁集团总工程师张志良、广州轨道交通建设监理有限公司党委书记/执行董事/总经理米晋生共同为盾研所揭牌。更名后的盾研所由钱七虎、施仲衡等7名院士以及国际隧道协会主席严金秀等22名行业大咖担任顾问，竺维彬任首席专家，广州轨道交通建设监理有限公司副总经理兼总工程师钟长平和副总经理黄威然分别担任正、副所长。同时，盾研所对专家库内的专家重新进行审核和聘任。

建立盾研所专家库的初衷是为全国盾构专家同仁搭建一个平台，这个平台的建立不为钱、不为利，为的是为一线盾构隧道行业工人站台发声，让大家了解这群“看不见阳光”的人是如何全心全意为改造自然、造福社会无私奉献的。此外，建立盾研所专家库还有三点意义：一是追溯初心，让大家了解中国盾构从何处来、向何处去。二是建立一个可以让大家相互学习、相互交流、共同提高、不断创新的平台和桥梁，融合知识、凝聚力量，领航盾构行业发展。三是让大家相互关心、相互帮助，收获友情、快乐人生。

盾研所专家库群英荟萃，集聚了长期扎根于中国盾构事业第一线的精英团队，设置了盾构工程、盾构机电两个专业。盾研所将继续以服务工程一线为宗旨，以解决工程难题为导向，开拓思路、创新方法，注重技术沉淀，通过参与编写行业规范、制定行业标准，广泛开展盾构工程行业科技创新、信息交流、学术研讨、人才培训、技术咨询等活动，推动我国盾构行业技术进步，引领中国盾构行业技术发展。

互认南北专家库 共推盾构行业纵深发展

随着盾研所在国内外影响的扩大，2019年10月，北京盾构工程协会与盾研所开展专家库互认协议的签订。南北两库的互认，首次实现了国内盾构工程专家的共享，双方既能发挥各自优势，又可强强联合，多渠道、多方位地紧密加强创新技术交流合作，对于促进南北盾构技术融合、建设中国最大盾构智库，共同推动我国盾构工程行业向纵深发展具有重要意义。下一步，两个专家库在参与编写行业规范、制定行业标准、开展盾构工程行业科技创新、信息交流、学术研讨、人才培训、技术咨询等方面将会广泛合作，以更好地推动我国盾构事业持续健康发展。

我国盾构工程行业南北专家库互认签约仪式合影

国内两大盾构工程专家库资源的共享互融，也将促进我国盾构施工行业高层次人才的互动交流，推动盾构工程科技向智慧化、智能化、信息化方向发展。

习近平总书记视察广东时提出：要深化改革开放，推动高质量发展，要把粤港澳大湾区建设作为广东改革开放的大机遇、大文章，抓紧抓实办好。新时代湾区轨道交通，将从湾区城际、区（市）域、地铁网络协同运输起步，向跨层级互联互通、跨城市一体化网络融合逐步迈进。

在世界大国中，中国在隧道数量和里程上都是全世界最多的，同时，中国也是盾构大国。作为一个隧道大国，我们利用盾构在各种异常复杂的条件下修建了大量的隧道工程，积累了丰富的实践经验，但当前，这些数据、经验还主要分散在不同区域、不同公司以及不同专家的脑海里，这些涓涓细流还没有汇聚成河、成海，更没有形成大数据，因此，我们也就不能从这些数据中揭示出有价值的规律。所以，盾研所通过建立盾构专家库并与其他有影响力的国内专家库互认或合作，将有利于盾构行业大数据的形成。

目前，中国隧道技术的总体水平是世界先进水平，在很多方面，我们实际上已经走在世界的前面，如TBM/盾构制造能力和研发、地质超前预报技术、监控量测和信息化施工，这些方面我们是比较先进的并具有优势。下一步，要实现隧道掘进机的智能化也并非遥不可及，实现这一目标的关键是隧道工程核心要素的信息化、自动化和智能化。隧道工程其实是在地层中进行隧道掘进以及产生的地层的变形反应，因此，其核心要素就是地层介质、隧道施工和变形反应，把这三个核心要素信息化并相关了，我们离隧道掘进机（TBM）智能化施工也就不远了。目前，在这三个方面的信息化上，盾研所已经做了大量工作，关键和难度在信息的相关分析，而要实现突破，离不开技术的交流、思想的碰撞、经验的分享以及技术的集成、设计和施工等信息数据的互联互通，使隧道智能化施工技术获得质的飞跃。利用云计算技术对感知信息进行数据融合和处理分析，实现网上“数字隧道”与物联网的融合；在进行智能分析处理后，作出智能化响应和决策支持的指令，实现智慧服务。面对海量的数据，我们可以做得更多、利用得更好。这些创新发展离不开对先进技术的研究、同行技术的经验积累、资源的互通协同，而盾研所正承担着为业界同仁搭建这样一个交流平台的重任。

孙钧、施仲衡、钱七虎、王振信等老一辈专家最近多次指出，今后盾构工程将向大直径、大埋深、长距离复合地层盾构和异型盾构方向发展。复合地层盾构技术的研究领域十分广阔，世纪工程诸如川藏铁路隧道工程、琼州海峡隧道工程一定会碰到大量新问题等待攻克，由此产生的新观念、新技术、新工艺需从重大工程中检验和发展。广州轨道交通盾构技术研究所将致力于更好地推动盾构事业持续健康发展，为中国乃至国际盾构事业的发展作出新的更大贡献。