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盾构装备自主设计制造关键技术及产业化

Date: 2019-07-22

通过对盾构自主设计制造关键技术研究，揭示了密封舱压力分布规律，发明了密封舱压力动态平衡控制方法，突破了多系统协调控制技术，解决了因界面失稳导致地面塌陷的难题；提出了盾构载荷顺应性设计方法，解决了因载荷突变导致系统失效的难题；提出了基于盾构姿态预测的推进控制方法，发明了盾构推进压力/流量复合纠偏技术，解决了因掘进方向失准造成盾构掘进偏离设计轴线的难题。


获2012年度国家科学技术进步一等奖；获发明专利77项、软件著作权16项；制订国家及行业标准2项；发表SCI/EI论文190篇，出版专著3部；研究出了能同时适应软土、风化岩、软硬不均地层、砂层及砂砾石地层的复合盾构，填补了我国在复合盾构领域的空白，实现了从盾构关键技术到整机自主制造的跨越，使我国的盾构设计与制造水平迈进了国际先进行列。   
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    通过构建跨江越海隧道结构设计理论与方法，解决了水下隧道与陆域道路连接、水下大断面交叉立交隧道结构设计难题；创建了跨江越海隧道施工防突水的控制技术体系，破解了水下隧道施工中极易发生突水灾难性事故的技术难题；创立了跨江越海隧道盾构掘进核心技术体系，突破了高水压下盾构长距离掘进的技术障碍；获2016年度国家科学技术进步二等奖，获发明专利11项、实用新型专利3项、国家级工法1项、软件著作权1项、省部级工法2项。该成果整体应用于我国首座水下立交隧道——长沙营盘路湘江隧道等多座隧道工程，并推广应用到了衡阳湘江隧道、汕头苏埃海湾隧道、青岛地铁一号线跨海隧道工程等多座在建跨江越海隧道工程，其多项关键技术填补了国内外空白，有力地促进了我国跨江越海隧道的技术进步。
  • 高速铁路狮子洋水下隧道工程成套技术
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    2019 - 07 - 22
    创建了高速铁路水下盾构隧道结构体系与设计方法，突破了以“盾构地中对接”新技术为核心，适应长距离、高水压、严重软硬不均地层的盾构施工关键技术与装备，创新了高速铁路特长双孔水下隧道运营控制关键技术，系统解决了高速铁路特长水下盾构隧道工程设计、施工、装备、运营中的系列难题。获2018年度国家科学技术进步二等奖、国家优质工程奖、中国土木工程詹天佑奖和菲迪克优秀工程奖；获发明专利12项、实用新型专利10项、软件著作权1项；编写省部级工法9项、行业规范1项；出版专著2部、论文62篇。成果整体应用于世界首座高速铁路水下盾构隧道、我国建成的最长水下隧道和首座铁路水下隧道——广深港高铁狮子洋隧道，打破了我国铁路“遇水架桥”的常规思维，实现了世界高速铁路水下盾构隧道从无到有的突破，被誉为“世界高速铁路隧道修建技术的里程碑”。
  • 异形全断面隧道掘进机设计制造关键技术及应用
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    2019 - 07 - 22
    针对超大异形全断面开挖、异形多曲率管片拼装等难题进行了深入研究，在超大异形全断面开挖技术、紧凑型刀盘驱动设计与多驱动联合控制技术、异形断面多曲率管片拼装机可靠性技术等十大方面实现突破，研发出新型多刀盘多驱动联合开挖技术、双螺旋耦动互馈与顶推载荷顺应性的土压自适应平衡技术，构建了管片拼装位姿的多体动力学模型，首创了7自由度管片拼装机构，成功研制出世界首创超大（10m级）异形全断面隧道掘进机，填补了国内开挖异形断面规格大于70m2的空白。获2018年度国家科学技术进步二等奖；获发明专利6项、实用新型专利6项、软件著作权2项。该成果成功应用于郑州中州大道、新加坡汤申线、蒙华铁路白城隧道等十余工程，并在既有民居、商场等建筑群体地下联通作业项目中得到推广，为城市主干道下穿隧道、地铁站过街隧道、地下停车场、综合管廊、城市地铁双线隧道等市政、交通建设起到引领示范作用。
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