宁波科技进步奖项目公示-科学技术发展研究院--上海交通大学.pdfVIP

宁波市科技进步奖项目公示 一、项目名称：城市轨道交通类矩形盾构自主研制与工程示范 二、推荐单位：宁波大学 三、项目简介： 本项目属土木工程机械设计与制造技术领域。 我国城市轨道交通建设正面临地下空间资源日渐稀缺的严峻挑战，常规圆形盾构隧 道法已无法满足高断面利用率、低空间占用量的集约型开发需求。相比而言，类矩形断 面能节约 35% 以上地下空间且显著减小隧道埋深。行业对可长距离、小曲率施工且沉降 控制能力强、地层适应性好的类矩形隧道掘进装备需求日益迫切。如何率先研制具备全 断面化、遥控化、智能化等特性的类矩形隧道掘进装备，攻克其关键技术，成为支撑我 国城市轨道交通建设可持续健康发展亟待解决的问题。 本项目以国家战略性新兴产业发展为需求，通过产学研联合攻关，自主研制了集机 械、液压、控制和通信技术于一体的 11.83m×7.27m 类矩形土压平衡盾构，填补了国内 空白，并形成四大关键技术： 1、开发类矩形盾构装备系统总体设计与集成技术 针对类矩形盾构全断面切削、异型管片拼装、小半径转弯施工以及沉降控制等难题， 研发了组合刀盘、环臂式拼装机、可调更换式铰接密封及防背土系统等多项关键技术， 首创研制了世界最大断面 11.83m×7.27m 类矩形盾构。 2、攻克类矩形断面全断面组合切削技术 针对非全断面切削易导致隧道失稳，研发了全断面切削偏心异型刀盘及其驱动关键 技术；突破同一平面相交双刀盘干涉难题，形成了多刀盘同步协同控制技术；首创同步 控制交叉圆形刀盘+偏心刀盘的新型组合刀盘，实现了异型断面 100%断面切削，显著提 高了地层适应能力。 3 、发明类矩形断面管片拼装技术 针对类矩形隧道管片拼装距离远，空间狭长的问题（中立柱达 5.2m ），首创有利于 总体布置的串联型环臂式六自由度异型管片拼装机，具有轨迹自动跟踪功能，实现了扁 狭空间内管片可按规划路径进行三维运动和高精度拼装。 4、提升类矩形盾构的沉降控制和小半径转弯能力 针对隧道低沉降控制和小半径转弯能力的需求，发明了可调更换式铰接密封、防背 土系统等多项装置，满足了 350m 小半径施工，经工程验证，沉降控制在 20mm 以内， 地层损失率小于 3‰，控制效果突出。 本项目获得国家工信部首台(套)重大技术装备认定称号，获国家授权发明专利 14 项， 软件著作权 4 项，发表论文 39 篇；2016 年由杨华勇院士为主任的专家组鉴定意见认为： 主要指标国际领先，整体水平国际先进；项目成果在宁波轨道交通三号线得到了成功示 范；近三年新增产值 8000 余万元，新增税收近 350 万元，对建设资源节约型及环境友 好型社会作出了重要贡献，有力地推动了我国大型隧道掘进装备制造业的科技进步与能 级提升。 四、第三方评价： 1、项目成果鉴定意见 2016 年 3 月 10 日，中国工程机械工业协会组织召开了《城市轨道交通类矩形盾构 法隧道装备技术研究》项目成果鉴定会，以中国工程院杨华勇院士为主任的专家组一致 认为：类矩形土压平衡盾构机整体技术达到了国际先进水平，“双 X 同面+偏心多轴”组 合式全断面切削刀盘系统及串联环臂式轨迹伺服拼装系统达到国际领先水平，一致同意 通过鉴定。 2、项目成果科技查新 经上海科学技术情报研究所（国家一级科技查新咨询单位）出具的水平检索报告（编 号H ）：11.83×7.27m 类矩形土压平衡盾构掘进机装备达到国际领先水平。 3 、国内外知名专家评价 ① 中国科学院——孙钧资深院士 11.83×7.27m 矩形盾构核心技术解决了异形断面盾构机的切削、前后体密封和异形 衬砌拼装等诸多技术难题，打造了异形断面盾构由我国自主设计、制造的一条新路，成 果居国际领先地位，应属当之无愧。 ② 国际隧道协会前任主席——In-Mo Lee 教授 本项目在结构设计、盾构机装备研制和施工技术创新方面，特别是在如此软弱地层 进行矩形盾构掘进在世界上是首次，总体技术达到了国际领先水平，并期望这一技术得 到进一步应用。 ③ 日本地域地盘环境研究所所长——桥本正专家 项目借鉴了国内外既有技术，采用全新的技术开发和试验一体化专门研究模式，所 开发出矩形大断面盾构机，其切