研究盾構新技術　滿足復雜地質條件下隧道施工

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研究盾構新技術滿足復雜地質條件下隧道施工

(中鐵隧道集團總工程師、 盾構及掘進技術國家重點實驗室主任洪開榮)

在盾構/TBM(隧道掘進機)技術被國外壟斷的階段，以中鐵隧道集團為代表的我國交通建設企業，首創我國復合盾構隧道施工法，解決軟硬不均地層困擾盾構施工的國際性難題；突破了TBM不適應軟巖施工的困境，不斷拓展其應用領域，并堅持不懈地推動盾構/TBM設備自主研發，掀起中國盾構/TBM技術領域的新篇章。

加強TBM研究推動隧道及地下工程開發

在全面建設小康社會的今天，廣泛的社會需求和復雜多變的地質條件，對我國的盾構/TBM施工技術提出了更高的要求。必須加大盾構/TBM技術研發和創新力度，為盾構/TBM施工奠定堅實的理論基礎，提供科學的技術支撐，推動隧道及地下工程持續大開發。與“創新、協調、綠色、開放、共享”5大發展理念相適應，隨著我國社會文明的進步，更加方便快捷的交通、更加適宜的生態與住居環境，要求我國未來的隧道及地下工程在高速鐵路、大型引水工程、公路交通、城市與城際軌道交通、城市地下管廊、海綿城市和地下空間開發等建設中發揮越來越重要的作用。作為先進生產力的盾構/TBM技術的應用必將越來越常態化，但也要求盾構/TBM的適應范圍更廣、智能化更高。如同在鐵路隧道施工中不斷提升機械化配套水平，確保鐵路施工安全、快速、環保一樣，盾構/TBM施工的未來發展方向也是如此。

工法與適應性裝備創新互動發展

一方面，盾構及掘進技術應堅持將技術創新與服務施工現場緊密結合，重點關注并積極投入重大工程建設項目，開展盾構施工關鍵技術科研立項和技術攻關。例如，中緬鐵路大通道大(理)至瑞(麗)鐵路高黎貢山隧道是全線重點控制性工程，隧道全長34.5 km，最大埋深1 155 m，是目前亞洲最長的山嶺鐵路隧道，地形地質條件極為復雜,具有“三高、四活躍”的特征與特性，必須結合工程實際，重點突破高地溫、高地應力下TBM裝備及施工技術，以及高溫泉區軟弱透水地層施工技術難題。又如，佛莞城際鐵路新獅子洋隧道，直徑為13.5 m的盾構面臨超過1.0 MPa水壓的挑戰；汕頭蘇埃通道工程中，直徑超過15 m的盾構在海下需要穿越的斷面內既有強度大于200 MPa的花崗巖，又有海相沉積軟土地層，如何確保盾構施工更換刀具、實現安全快速掘進，是擺在裝備制造和建設者面前的又一重大難題。上述這些重難點工程的突破，必將促使我國盾構/TBM的裝備和施工水平提升到更適應復雜地質條件的新高度。

另一方面，要利用國家重點實驗室平臺，圍繞應用基礎科學前沿領域和國家重大戰略需求，加強盾構/TBM基礎理論研究，沿著盾構/TBM數字化、智能化的方向，持續開展盾構/TBM刀盤數字化研究，優化盾構/TBM遠程故障診斷系統，盡快建立我國盾構/TBM遠程故障診斷數據庫，進一步降低盾構/TBM施工的人工成本和維護維修成本，通過基礎理論的源頭創新推動技術創新。同時，還要在應用過程中不斷優化改進盾構/TBM設備，圍繞刀盤刀具技術、系統集成與控制研究方面進行創新，開展“973”計劃“硬巖環境下高效破巖機制與掘進載荷傳遞規律”等項目研究，重點突破“TBM掘進過程巖-機狀態信息感知、融合與識別”、“TBM掘進狀態智能控制與優化決策”2大科學問題，提升盾構/TBM設備整體的制造水平，從而提高我國盾構/TBM的地質適應性和使用壽命。

我們要在隧道及地下空間大開發的時代緊握機遇，潛心培養一批優秀的盾構技術人才，研發一批過硬的盾構施工技術，打造一批精品盾構/TBM工程，推動我國盾構/TBM走向數字化、智能化，加速我國隧道及地下空間大開發的進程。

(摘自 中國交通報2016-02-05)