中国宁波网记者 成良田
“具有较好的实操性和可推广性。”
10月29日，中国岩石力学与工程学会在宁波组织召开“类矩形盾构法隧道装备、设计和施工关键技术及推广应用”科技成果评价会，何满潮、刘加平、周创兵等两院院士和数十位国内外专家学者，对该技术展开成果评价。
十年沉淀，成就今天。
2015年，作为我国首台自主研发、世界上最大断面类矩形盾构机，“阳明号”在宁波一经问世，就引发极大关注，成为宁波市轨道交通的一张金名片。
一组数字，记录十年历程，刻印进步足迹。
6次，“阳明号”从无到有、从有到优，从优到强，经过六次迭代升级，技术功效达到国际领先水平，破解了城市核心区和旧城区“放不下”“碰不得”难题。
10条，“阳明号”在宁波诞生，之后上杭州、赴郑州，自如“游”走在不同地质条件和应用场景，目前已成功应用于各地10条地铁线路，在更大范围内向“难”掘进。
42项，“阳明号”科技创新硕果累累，获批42项发明及实用新型专利、5项软件著作权，发表论文130余篇。
一个新构想
“双线一次成型，能不能做到？”
一条4号线，起于江北慈城，穿过海曙老城，止于东钱湖。
正是这条地铁线，催生了类矩形盾构的问世。
“4号线部分区间隧道位于老城区狭窄道路下方，道路宽度仅14米，交通繁忙，两侧民房密集，用传统的两条圆形隧道盾构施工，隧道施工影响宽度将达24米，安全风险高，大量拆迁不可避免。”宁波市轨道交通集团建设分公司副总经理黄毅说。
其实，受困的又何止地铁4号线。
随着城市快速发展，核心区和旧城区地下可利用空间越来越少，地下空间开发面临着“放不下”“碰不得”等难点痛点。
“放不下”——城市地下空间涵盖了地铁、隧道、管廊等，空间资源有限，加之老城区道路狭窄，无法满足传统盾构施工要求。“节约型”开发方式，迫在眉睫。
“碰不得”——城市核心区和旧城区居民区密集，“开膛破肚”式的大拆大建问题突出，“微创手术式”开发手段，势在必行。
如何“螺蛳壳里做道场”？
“把两个盾构隧道合并到一起，双线一次成型，能不能做到？”2014年夏天，宁波市轨道交通工程建设指挥部领导前瞻性地提出设想，希望从解决一个问题，变为到破解一类问题，破解狭城区核心区小空间施工难题。
当时，负责施工的上海隧道工程有限公司给出方案：采用双圆盾构机掘进。此前，双圆盾构机曾成功掘进建设了上海地铁6号线和8号线。
一星期后，方案被推翻了。
宁波市轨道交通集团深入调研后发现，双圆盾构机，日本曾经用过，但实际效果一般，就没用了。“我们要最先进的”。
类矩形盾构机，进入了大家视野。
与传统圆形盾构相比，这种似圆而方的类矩形盾构，空间利用率高、占用地下空间少、对周边土壤的扰动小，可以缓解密集城区地下空间建设的老大难问题。
一个联合体
首创科研设计施工一体化招标模式
盾构机，是目前世界上最先进的隧道掘进装备，被誉为“工程机械之王”，其技术水平被公认为是衡量一个国家地下施工装备制造水平的重要标志。
当时，类矩形盾构在国内尚属空白，日本虽有，但产品对中国禁售，核心技术处于封锁状态。
“不卖，就自己搞。”
创新，从来都是九死一生。尤其是类矩形盾构机这种高端设备，技术复杂，要求极高。
失败了怎么办？
重大科技创新，首先是理念、模式、制度的创新。
作为“第一个吃螃蟹的人”，宁波市轨道交通集团以巨大勇气和担当，作出一系列创新之举——
2015年年初，经过大量调研、半年筹划，宁波市轨道交通集团开出一个非常独特的标，在全国开创先河。
“特”就“特”在，这次招标，不只是某一家单位，而是首创科研、设计、施工一体化招标模式。
“在业主单位牵头下，整合各方资源，实现从装备研发入手，打破设计、施工、装备制造之间的行业隔阂，从而高速推进我国地下工程技术迈向领先地位。”上海隧道工程有限公司有关负责人说。
投入巨大研发经费，购买重大技术装备保险，享受市外推广费用……在“风险共担、利益共享”原则下，科研、设计、施工单位心无旁骛搞科研，快速推进研发，逾越“圆”改“矩”的难关，解决了刀盘切削、盾构转身、管片拼装等一系列难题，仅用8个月时间，第一台自主研发的类矩形盾构机下线。
“在没有先例的情况下，从开始研发到产品下线，8个月造出一个新盾构机，在盾构机建造史上，绝无仅有。”黄毅不无感慨地说。
上海隧道工程有限公司总工程师朱雁飞认为，8个月研发出一台前所未有的盾构机，意味着“我们终于找到了一条路，一下子捅破了科研设计施工一体化的窗户纸。”
一台新机器
“世界最大断面，国内首台”
“断面宽11.83米，高7.27米；机器重720吨，长68米。”
2015年11月30日，宁波市轨道交通3号线一期工程现场，这台国内自主研发、世界最大断面类矩形盾构机一经亮相，惊艳八方。
这台“方脑袋”盾构，头部一横一竖，装有两个“X”形刀盘，后方还有一个“I”形刀盘，让人眼睛一亮。
一系列的首创，实现技术领先——
刀盘系统，首创双X同面+偏心多轴模式，可精准实现100%全断面切削，边边角角都能照顾到。
拼装系统，首创串联环臂式，适应在狭窄和多局限空间完成管片和中立柱拼装，突破国际上现有平装机在这一领域的作业瓶颈。
铰链密封系统，首创施工同步可更换压密量可调模式，大幅提高隧道工程密封质量安全及效率。
“应用上，适用道路狭窄、建筑密集、浅层地下空间开发，实现‘微创手术式’掘进；操控上，感觉是从手动挡升级为自动挡，更精准智能。”曾当过多款盾构机司机的纪庆幸说。
从3号线试验段起步，“阳明号”开启“全城挖”模式，同时不断升级优化、变优变强，持续推出“新版本”。
2016年11月，3号线陈婆渡段，第一条类矩形盾构隧道贯通。
2017年6月，进入地铁4号线，正式在老城区狭窄道路下、密集居民区旁，连续进行S型曲线施工。
2017年10月，地铁4号线东钱湖段，首次实现了浅覆土施工，在距地面仅2.5米深的地下成功接收。
2018年4月，地铁4号线东钱湖段，无立柱衬砌试验一举成功；
2021年6月，首次完成类矩形顶管/盾构模式转换；
……
从整体刀盘系统，到出土系统，再到顶/盾一体施工技术……10年来，“阳明号”在不同地质条件、不同场景中成功应用，并不断优化提升，已从“阳明号V1.0”迭代至“阳明号V6.0”，每日推进工效从日均3.5环提升至现在日均10环，最高达13环，技术水平持续提升。
一堆新成果
5项省部级科技进步奖，技术国际领先水平
2019年9月，上海，第21届中国国际工业博览会，“阳明号”全断面切削类矩形盾构掘进机脱颖而出，荣获“工博会大奖”。
“盾构机很多，全世界有一两千台，但绝大多数都是圆形的。据我们掌握的情况，非圆形盾构机全世界有21台，4台在中国。”当年的新闻通气会上，朱雁飞自豪满满地介绍，“而类矩形的盾构机，仅此两台，都是我们的。”
约两个月后，这台为数不多的“钢铁穿山甲”就开进了杭州。
“彭埠站-明挖转换井是地铁4号线攻坚段，地质复杂，要在复杂地层中上跨过既有运营线路和下穿河流，并面临小半径曲线施工。”上海隧道工程有限公司有关人员介绍，几大难关，让工程施工面临不小挑战。
“阳明号”不辱使命，在杭州黏土层中推进，最快达到6环/天，体现了类矩形盾构的超强地层适应性。
一年多后，杭州地铁首条类矩形盾构隧道顺利贯通，“阳明号”杭州成功首秀。
2022年，北上杭州后，“阳明号”又远到郑州，首次在全断面砂性地层施工，成功下穿众多市政管线，实现长距离水平侧穿地铁运营隧道。
类矩形盾构机下线以来，已成功应用于宁波轨道交通3号线、4号线、5号线一期、6号线一期、7号线、8号线以及郑州地铁8号线、杭州地铁4号线、杭州地铁9号线等多个工程中，并继续在全国攻坚破难。
10年间，“阳明号”类矩形盾构机实现从“全城挖”到“全国挖”。
不仅如此，持续10年的研发应用，类矩形盾构技术已取得了多项创新成果——
获得省部级科技进步奖5项；获批发明及实用新型专利42项、软件著作权5项；发表论文130余篇，其中SCI/EI收录41篇；编写专著1项/标准规范2项。
“10年，只是一个阶段，并非终点。”黄毅说，“我们将放眼未来，以永不停歇精神，持续开展技术创新、更新迭代，推动‘阳明号’”类矩形盾构机始终处于国际领先地位，为破解地铁施工难题贡献宁波力量。
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