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工人日報 2025年01月13日 星期一

“博士工匠”黃毅向“新”掘進,破解城市地下超窄空間施工難題——

十年磨一“盾”

本報記者 徐新星 本報通訊員 丹辰
《工人日報》(2025年01月13日 05版)

“200年前,世界上第一個矩形盾構機是歐洲人發(fā)明的,而我的中國同行賦予了這項技術新的生命?!苯眨谡憬瓕幉ㄅe辦的寧波軌道類矩盾構技術成果評價會上,德國波鴻魯爾大學副校長、德國科學與工程院院士貢特爾·梅施克如是評價黃毅團隊的研究成果。

黃毅是寧波市軌道集團有限公司的高級工程師。他向“新”掘進,十年磨一“盾”,對標世界最前沿,帶領團隊研發(fā)類矩盾構。10年間,黃毅和團隊獲得42項國內(nèi)外專利、4項省部級科技進步獎,填補多項國內(nèi)空白。

受命:“陽明號”破土而出

2008年8月,寧波市開啟“地鐵時代”。寧波軌道采用圓洞單軌盾構技術,僅用4年時間便打通了3條城市地鐵線路。不過,這種技術遇到狹小逼仄的空間便難以適應,2013年,寧波地鐵4號線建設正是因此被卡住。

寧波軌道建設分公司黨委書記黃貴彬回憶說,最初,想從國外買一臺矩形盾構成品裝備解燃眉之急,但被外商以“目前暫無出售計劃”為由婉拒。于是,寧波軌道決定抽調(diào)精兵強將研發(fā)適用于寧波地質條件的矩形盾構。2012年入職該公司的同濟大學土木工程專業(yè)博士黃毅成為技術負責人,一支由一流高校、專業(yè)機構組成的地鐵盾構攻關團隊迅速組建,建設工地變身科研現(xiàn)場。

彼時,黃毅與團隊成員經(jīng)過多輪可行性論證后發(fā)現(xiàn),包括矩形盾構在內(nèi)的眾多現(xiàn)有技術對4號線都不適用。能否考慮橢圓形盾構結構?用四段不同弧度的曲線,銜接成橫放的鴨蛋形狀,這種結構受力更合理、抗壓力更強,類矩盾構技術的創(chuàng)意由此誕生。

黃毅帶領團隊夜以繼日地攻關,僅用9個月時間,寬11.83米、高7.27米,世界上首臺截斷面最大、掘進利用率最高的類矩盾構——“陽明號”就破土而出。

攻堅:掘進翠柏里

“新出廠的類矩盾構運抵施工現(xiàn)場后,大家心里都有些忐忑,畢竟從工廠模擬到現(xiàn)場實操變數(shù)太大?!鄙虾K淼拦靖呒壒こ處熍藵貞浾f。果然,首環(huán)試拼裝便遭遇下馬威。

按照設計要求,類矩盾構要將每環(huán)11片、每片重達數(shù)噸高強度鋼砼管片,拼接成高7米、寬11米的類矩環(huán)空間,其精度需要控制在5毫米以內(nèi),大家耗費多時卻未能如愿。

黃毅在現(xiàn)場觀察了兩天兩夜,終于發(fā)現(xiàn)問題。原來,隨著盾構掘進,管片出現(xiàn)了位移。為此,黃毅設計了限位器,將管片夾住定位,接著把拼裝機原來各自運行的三個動作串聯(lián)成環(huán)臂式一個動作,使管片拼裝精準控制在誤差縫隙之內(nèi),這才闖過起步難關。

初戰(zhàn)告捷,整個團隊移師4號線,一氣呵成打通了位于翠柏里的超窄地下段,節(jié)省各類費用達11.4億元,且不拆房不擾民。

寧波地處我國東部沿海軟土地帶,地下土層含水率高達50%,此前,有人用“在嫩豆腐上打洞”做比喻,認為寧波不適合建地鐵。如今,黃毅團隊運用類矩盾構系列化技術工法,有效破解了地下海泥層軟土開掘作業(yè)的國際性難題。

創(chuàng)新:6次迭代升級

類矩盾構問世后,從1.0版到5.0版,黃毅與團隊不斷對其迭代升級,實施了一系列重大技術改革創(chuàng)新,掘進速度由原來的每天2~3米達到了如今的10米。

黃毅還千方百計創(chuàng)新類矩盾構的應用場景。

2024年8月,寧波8號線麗園南路站的會車線建設中,為搶時間需單雙軌同步相向施工,這使得單圓洞與類矩洞容易出現(xiàn)互吸偏差。根據(jù)模擬預期,偏差可能超過12厘米,這一難題全世界也找不到參考先例。

黃毅建議,將盾構軸線向外側偏3厘米。“這個糾偏角度遠低于測算估值,大家有些將信將疑?!睂幉ㄜ壍蓝軜嫴抗こ處焺Ⅱv回憶說,結果在實際操作中反彈值為4厘米,兩相抵沖僅1厘米之差,安全通過了最危險的交叉段,大伙喜出望外,對黃毅嘆服不已。

黃毅介紹,目前團隊正在面向六代機加強技術研發(fā)與儲備,努力在國際競爭的賽道上持續(xù)保持領軍地位。

作為浙江省勞模,黃毅發(fā)起成立勞模創(chuàng)新聯(lián)盟,集聚20余家單位的勞模、技術骨干,交流探討技術,解決一線難題。目前聯(lián)盟已形成標準化手冊13份、QC成果24項、新工藝工法14項、論文30篇,獲國內(nèi)外專利60余項。

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