科技攻关引领大直径泥水盾构技术发展

佛莞三标承建的狮子洋隧道是佛莞城际铁路的控制性工程，隧道全长6476.4米，其中盾构隧道长4900米。项目采用一台直径为13.61米、具备常压换刀功能的盾构机进行掘进，是目前在建的世界最大水下铁路盾构隧道。在狮子洋底进行大断面掘进施工，面临风险高、难度大、地质复杂等诸多难题。项目部坚持以科技攻关为引领，以技术突破为先导，尽锐出战，精准施策，不断攻克水下大盾构施工技术难题。保证了狮子洋隧道工程的有序施工、稳步掘进，更为后续穿江越海大直径盾构施工提供了丰富的借鉴。我们的做法如下：

一、勇于攻克技术难题，为科技攻关寻找突破口

在最大埋深64米，最大水深17米且地质条件十分复杂的狮子洋底实施大盾构施工，这在国内乃至世界上都是首例。要完成如此复杂的工作，需要高超的技术水平，需要超强的勇气担当。只有实施科技攻关，攻克技术难题，才能为工程的顺利推进找到突破口。刀具就像盾构的牙齿，既需锋利又要耐磨；泥浆就像盾构的血液，要稀稠适中；浆液是管片的保护伞，既要抗浮，又要强度，更不能堵管。常压换刀保护了施工人员安全，但设备的安全也不容忽视。围绕这些技术难题，项目部为科技攻关找到了突破口。

锋利牙齿，围绕刀具优化进行科技攻关。S985盾构机刀盘初装配备的海瑞克19寸双刃一体式滚刀（常压刀盘）为海瑞克独有，在国内无制造和使用经验，且价格不菲。经过在岩层使用，并不能满足项目需求，由此寻找性能更佳，价格更合理的刀具成为工作重点，但需经过三个难题：一是刀体需重新开模锻造；二是刀体的热处理工艺要求高；三是要对刀具压力平衡系统进行研究。经过使用进口刀具、刀具国产化开发、刀具优化、刀具改进四个阶段，近1年的时间已取得了阶段性的突破。

2017年4月11日第一把国产刀具进场，经3个月试验，表现良好，耐磨性较进口刀具提高近25%。与此同时，项目又接连试验了双刃分体式滚刀、双刃一体式新材料滚刀等。近期试用的新式镶齿滚刀的试验，已取得阶段性成果，正在进一步优化改造中。

选用新材，围绕同步注浆进行科技攻关。盾构始发后，项目遇到的最大难题是，由于单延米净上浮力达116吨，导致管片超量上浮最大近13公分，进而出现管片错台、破碎、开裂、漏水等一系列质量问题。项目从管片质量、防水材料质量、增加管片摩擦力、调整注浆参数、二次补强注浆、掘进参数分析等方面解决，但一直效果不佳，后经多方了解咨询，试用了一种新型惰性同步注浆浆液。这种浆液具备良好的和易性、又不易遇水离析；抗剪切强度高可阻止管片上浮，且又不会短时间堵管；项目同时对砂浆站等设备改造，加强各环节过程控制，使管片上浮量控制在3cm左右，管片错台、破碎，渗漏水等质量问题得到大幅改善，管片质量稳定。

加固管道，围绕泥浆循环进行科技攻关。佛莞新狮子洋隧道盾构机独头掘进4900m，泥水循环系统进排泥浆管长度达10.4km，保证泥浆的快速、稳定、正常运行至关重要，因此，泥浆管的维保是重中之重。针对本工程大直径盾构泥浆管管径大、重量重的实际，为了提高泥浆管管箍的焊接效率和质量，项目自主设计、联合制造厂家制造了一台泥浆管箍自动焊接设备，相比于传统人工焊接的方式，该自动焊接机采用自动定位技术，只需一人即可一次性焊接管箍内外焊缝，省时省力且节约成本，并可焊接DN300～500不同管径、3～6m不同长度的管道管管箍焊接，质量可靠。

常压换刀，围绕施工安全进行科技攻关。为了应对高水压情况下的换刀作业风险，采用了新式常压换刀刀盘和刀筒、刀盘面板液压磨损检测报警等保护系统，滚刀均配备了可实时监测的旋转和温度监测传感器。

滚刀安装刀筒是一种滚刀背装式封闭刀筒，自使用起，刀筒内因无卸渣通道而集渣较严重，在软土地层集渣严重导致滚刀无法旋转而偏磨。在岩石地层，同样刀筒内因风化层和切削小颗粒岩石集渣依然严重，造成刀筒内传感器防护管变形拉扯而滚刀传感器信号中断，只能拆出刀筒检查处理，费时费力，无法有效提高掘进效率。针对此问题，项目分别进行了防止刀筒集渣的刀盖和滚刀传感器连接形式改造，有效解决了刀筒集渣和滚刀传感器，因信号线或插头故障造成的传感器信号中断和拆卸刀筒等问题，切实提高了设备利用率和掘进效率。

二、把握人才关键要素，为科技攻关搭建支撑点

在所有的生产要素中，人的作用始终是第一位的。项目部始终牢牢把握住这一点，建立完善人才梯队建设，不断进行培训教育，广泛开展学术交流，为科技攻关搭建了有力的支撑点。

建梯队，为科技攻关“做储备”。科技攻关不能凭一时之力能完成，要做好长期奋战的准备。做好人才梯队建设是第一步，项目部自成立之日起，就建立了完备的科技人才队伍。同时实行“交叉换岗”的管理方式，让机械岗位的到土木岗位工作，让土木岗位的到机械岗位工作，特别是见习生和参加工作不久的员工，培养其综合能力，快速提升工作技能，以充实到更高岗位，最大程度发挥个人才能。

勤培训，为科技攻关“强队伍”。在做好梯队建设的基础上，项目更加注重培训教育工作。项目部以普及大盾构知识，提升大盾构管理水平为目的开设盾构大讲堂，累计开展48节课，项目各技术、管理人员、班组及前勤工人共计约900人次接受了培训教育。在注重内部培训的同时，项目部还积极参加隧道股份、集团公司以及外部单位举办的各类培训班，累计参加各类培训班8个，送培人员17人次。大大提升了项目人才队伍的理论水平和专业素养。

广交流，为科技攻关“拓视野”。2016年10月，集团市政项目安全质量现场会，用隧道局的标准，对项目提出意见和建议；2016年11月，德国前总理施罗德到项目参观，用德国标准对项目管理、科技创新进行评价；2016年12月，院士行活动，王梦恕、周绪红、王景全、胡春宏、彭永臻等十几名院士以国家两院的标准给出建设性指导。2017年以来，铁路总公司、新加坡外宾、各地业主、大学、科研机构等相继到访进行交流。据不完全统计，从2016年下半年至今共有5000余人到项目进行交流，大大拓展了项目的视野和思维方式。

三、践行创新驱动战略，为科技攻关创造好氛围

在国家“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念中，创新排在了第一位。在激烈的竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜。项目部秉承创新驱动战略，在理念、制度、管理等方面实施创新，为科技攻关营造良好氛围。

理念创新，给科技攻关“换脑筋”。面对无经验可借鉴的现状，项目部深刻认识到，只有形成决战必胜的理想信念，才能突破科技攻关难题。在集团公司和隧道股份两级策划会上，项目部提出了“施工专业化、管理精细化、控制智能化、关怀人文化”的“四化”管理理念，让项目全体人员以全新的姿态，来应对全新的挑战。同时还提出了“打造世界超级工程，构筑最美水下长虹”的建设理念，以世界级的状态，世界级的人才，打造世界级的工程。项目部还倾力打造“狮子洋小镇”特色项目文化，以文化创新带动理念创新。

管理创新，给科技攻关“造氛围”。好的氛围往往能够激发大家干事业、谋发展的热情和动力，项目继承隧道股份TBM二公司光荣传统，引入信息化调度指挥中心、二维码管理、财务共享中心等信息化、智能化设施，搭建各类网络系统，不断推进专业公司建设。项目坚持每季度开展“狮子洋之星”评选活动，评先进、树榜样。自开展活动以来，共有51名员工被评为“狮子洋之星”。2017年9-10月，项目开展了建言献策活动，共收集各类意见建议276条，为项目管理提升起到了极大的促进作用。

项目母永奇工作室QC小组的研究成果《提高管片防水材料黏贴一次合格率》荣获“2017年度全国工程建设质量管理小组活动优秀成果”奖。

制度创新，给科技攻关“搭平台”。实施科技攻关，必然制度创新先行。只有通过制度创新，搭建科技攻关的新平台，才能让科技“攻的下关，攻的成关，攻的好关”。项目部在科技工作管理、激励、操作等方面制定了一系列新的管理制度，如《常压换刀指令管理制度》、《盾构主司机管理细则》、《盾构中心锥安全管理制度》、《常压换刀奖励办法》、《关于有奖征集促进项目管理提升的合理化建议的通知》等，这些制度为科技攻关提供了制度保障，创造了发展平台，有效地促成了科技攻关工作的开展。

科研立项，给科技攻关“定方向”。科技攻关往哪个方向攻，怎么攻，项目以集团公司、隧道股份两级公司安排的《超大直径混合式(常压刀盘)盾构适应性及施工风险控制技术》、《大直径泥水盾构常压换刀与掘进参数综合效率研究》、《大直径泥水盾构上浮控制及同步注浆技术研究与应用》三项课题为指引，分别成立以项目经理、项目总工为组长的科研小组，并设立专项研发费用，大力开展科研工作，目前已取得阶段性成果。

天道酬勤，日新月异。隧道股份佛莞城际3标项目部通过攻克技术难题、把握人才关键、践行创新战略，在科技攻关方面做出了一些成绩，为集团公司引领大直径泥水盾构技术发展做出了一定的贡献。我们有决心、有信心为集团公司在大盾构市场发展做出更多更大的贡献。