劳模风采·浙江省劳动模范｜黄毅：一位博士工匠的十年磨剑“笑傲世界”

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黃(huáng)毅：一位博士(shì)工匠的(de)十(shí)年(nián)磨剑“笑傲世界”

通讯员丹辰 工人日报-中工网记者徐新星

“200年(nián)前世界上(shàng)第一个矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)机，是欧洲人发明的(de)，我(wǒ)的(de)中國(guó)同行却将这项古老的(de)技(jì)術(shù)，赋予了新的(de)生命。”

这是德國(guó)波鸿鲁尔大(dà)學(xué)副校长、德國(guó)科(kē)學(xué)与工程院(yuàn)院(yuàn)士(shì)Gunther Meschke近日在(zài)浙江甯(níng)波举办的(de)“甯(níng)波轨道(dào)類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”技(jì)術(shù)评价会上(shàng)，对此项技(jì)術(shù)研究的(de)牵头者黃(huáng)毅博士(shì)及其团队伙伴所作(zuò)的(de)赞誉。

集衆(zhòng)智(zhì)创绝招突破“卡脖子”技(jì)術(shù)

盾(dùn)搆(gòu)（或称“盾(dùn)搆(gòu)机”）素有工程机械的(de)“航母”之称，可(kě)广泛应用于城市轨道(dào)、地下琯(guǎn)廊、铁路公(gōng)路隧道(dào)等(děng)重大(dà)工程、基础建设领域。

黃(huáng)毅是上(shàng)海同濟(jì)大(dà)學(xué)土木工程博士(shì)生，2012年(nián)毕业后入职甯(níng)波市轨道(dào)集团有限公(gōng)司，同事們(men)都称他黃(huáng)博士(shì)，現(xiàn)为高级工程师，与盾(dùn)搆(gòu)打了十(shí)几年(nián)交道(dào)。他说，甯(níng)波轨道(dào)通过技(jì)術(shù)引進(jìn)与自主研发相结合，僅(jǐn)用4年(nián)时间，便顺利打通3条城市地铁線(xiàn)路。不过当时采用较成(chéng)熟的(de)圆洞单轨盾(dùn)搆(gòu)技(jì)術(shù)，遇到狭小逼仄的(de)地下施(shī)工空间便難(nán)以适应，2013年(nián)底，在(zài)建设甯(níng)波地铁4号線(xiàn)就被卡住了坎。4号線(xiàn)总长35.95公(gōng)里，其中有2公(gōng)里線(xiàn)路位于甯(níng)波翠柏里老街区正下方，地下可(kě)用空间净宽不足14米，在(zài)如此狭窄的(de)地下空间作(zuò)业极为罕见，也是國(guó)际性難(nán)题。

圖(tú)为黃(huáng)毅（左）在(zài)施(shī)工現(xiàn)场檢(jiǎn)查设备运行情况

在(zài)此期间，黃(huáng)毅和团队伙伴多(duō)次到欧美日等(děng)國(guó)的(de)盾(dùn)搆(gòu)同行调研考察，对日本技(jì)術(shù)尤为关注。他说，日本地铁大(dà)多(duō)在(zài)东京湾一带，与甯(níng)波的(de)城市布局、地质搆(gòu)造有较多(duō)相似之处，其中日本推出的(de)矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)，采用全钢架支撑，虽然成(chéng)本较高，但能(néng)较有效地在(zài)地下狭窄空间施(shī)工，他們(men)视若至宝不轻易示人。

甯(níng)波轨道(dào)建设分公(gōng)司党委书记黃(huáng)贵彬说，我(wǒ)們(men)最初想咬咬牙，从日本买一台矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)成(chéng)品装备，以缓解翠柏里燃眉之急，但日商却以“目(mù)前暂无出售计划”为由婉拒。黃(huáng)毅说，即便能(néng)引進(jìn)其他類(lèi)似盾(dùn)搆(gòu)机，对方也处处设防，开出严苛的(de)条件。“事关‘卡脖子’的(de)高端装备与关键技(jì)術(shù)，不能(néng)指望也无法依赖外援引進(jìn)。”

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为此，甯(níng)波轨道(dào)决定抽调精兵强将，尝试研发适合中國(guó)國(guó)情与甯(níng)波地质条件的(de)矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)，黃(huáng)毅为一線(xiàn)技(jì)術(shù)负责人。他说，作(zuò)为一项國(guó)际领先的(de)重大(dà)科(kē)研项目(mù)，僅(jǐn)凭甯(níng)波轨道(dào)单打独斗不行，我(wǒ)們(men)搭建产學(xué)研用一体化大(dà)平(píng)台，参与的(de)有上(shàng)海隧道(dào)设计院(yuàn)、上(shàng)海隧道(dào)工程公(gōng)司、同濟(jì)大(dà)學(xué)等(děng)衆(zhòng)多(duō)一流高校學(xué)府、专业机搆(gòu)，组成(chéng)國(guó)内顶尖的(de)地铁盾(dùn)搆(gòu)攻关团队，将轨道(dào)建设工地变成(chéng)國(guó)际级大(dà)科(kē)研场。

当时摆在(zài)黃(huáng)毅与团队成(chéng)员面前的(de)有单圆单轨、双圆双轨、矩(jǔ)形(xíng)双轨等(děng)多(duō)项國(guó)内外的(de)盾(dùn)搆(gòu)技(jì)術(shù)。他说，我(wǒ)們(men)经过多(duō)方面利弊分析，可(kě)行性论证，对包括公(gōng)认最先進(jìn)的(de)矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)都予以排除。

既然現(xiàn)行盾(dùn)搆(gòu)结搆(gòu)都不行，能(néng)否考虑椭圆形(xíng)？黃(huáng)毅说，经应力计算及实验结果表明，其受力更合理、抗压力更强的(de)结搆(gòu)，不是单纯的(de)椭圆形(xíng)，而是采用四段不同弧度的(de)曲線(xiàn)，衔接成(chéng)如同横放的(de)鸭蛋，这便是今天声名远扬的(de)“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”技(jì)術(shù)的(de)创意由来。

对地铁建设来讲，“时间就是金钱”绝非虚言。黃(huáng)毅与团队伙伴夜以继日全力以赴协力攻关，僅(jǐn)9个月时间，宽11.83米、高7.27米，世界上(shàng)首台截断面最大(dà)、掘進(jìn)利用率最高的(de)“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”精彩亮相，甯(níng)波市将其命名为“阳明号”。

深耕一線(xiàn)成(chéng)就“解難(nán)高手”

作(zuò)为全新的(de)技(jì)術(shù)装备，从实验室出品到规模化应用，需要通过可(kě)行性验证阶段，自不敢贸然先用在(zài)情况复杂的(de)4号線(xiàn)上(shàng)。黃(huáng)毅说，我(wǒ)們(men)想到地处近郊的(de)3号線(xiàn)高塘(táng)桥出入段線(xiàn)，将原本准备开渠明挖的(de)部分地段，改为類(lèi)矩(jǔ)形(xíng)盾(dùn)搆(gòu)地下掘進(jìn)。

新出厂的(de)“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”运抵施(shī)工現(xiàn)场，上(shàng)海隧道(dào)公(gōng)司高级工程师潘涛说，我(wǒ)們(men)心里有些忐忑不安，毕竟从工厂模拟到現(xiàn)场实操变数太大(dà)。果然首环试拼装便遇到“下马威”。按设计要求，“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”要将每环11片，每片重达数吨高强度钢砼琯(guǎn)片，拼接成(chéng)高7米、宽11米的(de)“類(lèi)矩(jǔ)环”空间，其精度需要控制在(zài)5mm以内，我(wǒ)們(men)耗费多(duō)时未能(néng)如愿，只得请黃(huáng)博士(shì)来“点拨”。

黃(huáng)毅在(zài)現(xiàn)场觀(guān)察了两天两夜，终于发現(xiàn)问题。原来随着盾(dùn)搆(gòu)掘進(jìn)，琯(guǎn)片出現(xiàn)位置偏移，黃(huáng)毅设计了限位器，将琯(guǎn)片夹住定位。接着把拼装机原来各自运行的(de)三个动作(zuò)，串联成(chéng)环臂式一个动作(zuò) ，使琯(guǎn)片拼装精准控制在(zài)误差缝隙之内，这才恢复试验施(shī)工，闯过了起步難(nán)关。

圖(tú)为黃(huáng)毅（中）与团队成(chéng)员作(zuò)技(jì)術(shù)研讨交流

试验段初战告捷，整个团队移师4号線(xiàn)，也一气呵成(chéng)，打通了曾被视为畏途的(de)翠柏里超窄地下段。黃(huáng)毅说，按原来施(shī)工方案，僅(jǐn)地面拆迁补偿即需12亿元(yuán)，而采用“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”施(shī)工，可(kě)节省各類(lèi)费用达11.4亿，且不拆房不扰民，施(shī)工進(jìn)度快，实現(xiàn)社会、经濟(jì)、环保等(děng)多(duō)方面良好效益。

甯(níng)波地处我(wǒ)國(guó)东部沿海軟(ruǎn)土地带，地下土层含水率高达50%，比东京、上(shàng)海等(děng)同類(lèi)沿海大(dà)城市高出10%左右，是目(mù)前我(wǒ)國(guó)在(zài)建地铁中，地层含水率最高的(de)城市之一，“有人将此比喻为‘嫩豆腐打洞’，认为甯(níng)波是一座不适合建地铁的(de)城市。”黃(huáng)毅说，我(wǒ)們(men)运用“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”系列化技(jì)術(shù)工法，有效破解了世所罕见的(de)地下海泥层軟(ruǎn)土开掘作(zuò)业的(de)國(guó)际性難(nán)题。

因(yīn)受到軟(ruǎn)土地基等(děng)因(yīn)素的(de)干扰影响，最初施(shī)工中几次发生多(duō)刀(dāo)盘碰撞。黃(huáng)毅说，此類(lèi)问题國(guó)外也有遇到，他們(men)较多(duō)采用停机再启动，但影响作(zuò)业效率扭力受损较大(dà)。我(wǒ)們(men)研究后，将大(dà)小刀(dāo)盘分别作(zuò)了刀(dāo)形(xíng)改進(jìn)与结搆(gòu)调整，杜绝了刀(dāo)盘交错現(xiàn)象。

甯(níng)波地铁6号線(xiàn)江南路施(shī)工点附近，有三根大(dà)自来水琯(guǎn)，轨道(dào)建设三部工程师张家硕说，我(wǒ)們(men)按常规做了基坑钢琯(guǎn)护壁，黃(huáng)博巡查后认为不妥，说这些水琯(guǎn)一旦发生意外，后果不堪设想。他立即更换能(néng)够自动调节压力的(de)智(zhì)能(néng)支撑系统，还在(zài)水琯(guǎn)沿線(xiàn)设立11个監(jiān)测点。6号線(xiàn)开工2年(nián)多(duō)来，多(duō)次遭遇台风暴雨及东海大(dà)潮侵袭，由于采取周密的(de)防控措施(shī)，迄今未发現(xiàn)任何异常。

有专家认为，甯(níng)波轨道(dào)研发攻关的(de)“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”，是全球盾(dùn)搆(gòu)领域真正意义上(shàng)的(de)首创与新技(jì)術(shù)革命。而作(zuò)为一線(xiàn)“操盘手”，黃(huáng)毅始终怀有一个信(xìn)念与梦想，就是要将此“國(guó)之重器”，对标世界最前沿，精心打磨成(chéng)精品极品。

“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”问世后，从1.0版到5.0版，黃(huáng)毅与团队成(chéng)员不断深化研发疊(dié)代升级，实施(shī)了一系列重大(dà)技(jì)術(shù)的(de)改革创新。他说，最初推出的(de)盾(dùn)搆(gòu)刀(dāo)盘体系，由两个“X型”大(dà)刀(dāo)盘加(jiā)一个“I型”小刀(dāo)盘组合而成(chéng)，3个刀(dāo)盘同步作(zuò)业，形(xíng)成(chéng)全断面百分百切削，这也是其独特优越性。

此后运用互联网数字化技(jì)術(shù)，通过程序预设，盾(dùn)搆(gòu)机能(néng)够自动调节运行速度与刀(dāo)盘角度，增(zēng)强了安全性和可(kě)靠性。随着技(jì)術(shù)、工法的(de)不断优化，盾(dùn)搆(gòu)作(zuò)业效率也大(dà)为提升，如琯(guǎn)片拼装，最初每块作(zuò)业时间需30分钟，后缩短为15分钟，現(xiàn)僅(jǐn)需5分钟。掘進(jìn)速度则由原来每天的(de)2—3米，达到現(xiàn)今每天10米，增(zēng)加(jiā)了三倍多(duō)。对此丰硕成(chéng)果，黃(huáng)毅说，我(wǒ)是农家子弟，深知一分耕耘一分收获，舍此别无他途。

咬定青山不计险终成(chéng)“遥遥领先”

黃(huáng)毅还千方百计创新“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”的(de)应用场景，使其发挥更多(duō)的(de)功能(néng)与效能(néng)。东钱湖地铁调度场線(xiàn)，原本采用明挖方案，不料动工时发現(xiàn)地下有一条特殊电缆，只得暂停下来。正当工程队一籌(chóu)莫展之际，黃(huáng)毅闻讯赶来，建议改为“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”开掘，从电缆下面穿越而过。接着又将沙(shā)石建材堆成(chéng)“人造山坡”，增(zēng)加(jiā)盾(dùn)搆(gòu)施(shī)工要求的(de)土层荷载，僅(jǐn)一个多(duō)月，就把几乎搁浅的(de)调度场線(xiàn)顺利打通了。

甯(níng)波8号線(xiàn)丽园南路站的(de)会车線(xiàn)，为争抢时间需单双轨同步相向施(shī)工，这使单圆洞与“類(lèi)矩(jǔ)”洞容易出現(xiàn)“互吸”偏差。根据委托的(de)地铁设计院(yuàn)模拟预期，偏差可(kě)能(néng)超过12厘米。

“这个難(nán)题全世界也找不到先例可(kě)作(zuò)参考。”甯(níng)波轨道(dào)盾(dùn)搆(gòu)部工程师刘腾去作(zuò)汇报，黃(huáng)毅建议将盾(dùn)搆(gòu)轴線(xiàn)向外侧偏3厘米。刘腾说，这个纠偏角度远低于测算估值，我(wǒ)們(men)有些将信(xìn)将疑(yí)。结果在(zài)实际操作(zuò)中反弹值为4厘米，两相抵冲僅(jǐn)1厘米之差，安然通过了最危险的(de)交叉段，大(dà)伙喜出望外，又叹服不已。

圖(tú)为工程技(jì)術(shù)人员为首台“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”做投产前檢(jiǎn)查调试

“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”不断创新的(de)科(kē)研成(chéng)果，在(zài)國(guó)内外业界产生了广泛影响，来自郑州、南京、杭州等(děng)衆(zhòng)多(duō)城市的(de)地铁同行纷纷慕名前来學(xué)习考察，推广移植的(de)先進(jìn)技(jì)術(shù)、工法。

在(zài)历时10年(nián)的(de)不懈努力与坚守中，黃(huáng)毅团队获得42项國(guó)内外专利，4项省部级科(kē)技(jì)進(jìn)步奖，填补了多(duō)项國(guó)内空白，占据了全球地铁盾(dùn)搆(gòu)领域的(de)制高点，成(chéng)为真正的(de)“遥遥领先”。黃(huáng)毅说，目(mù)前面向六代机，我(wǒ)們(men)仍在(zài)加(jiā)强技(jì)術(shù)研发与储备，努力使“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”这项高新技(jì)術(shù)，在(zài)國(guó)际竞争的(de)赛道(dào)上(shàng)持续保持领军者的(de)地位。

作(zuò)为浙江省劳动模范、國(guó)内地铁行业有影响的(de)技(jì)術(shù)新秀，黃(huáng)毅还发起成(chéng)立了劳模创新联盟，集聚参与甯(níng)波轨道(dào)施(shī)工、设计、科(kē)研等(děng)20余家单位的(de)劳模、技(jì)術(shù)骨干，交流探讨技(jì)術(shù)，及时解决一線(xiàn)難(nán)题，硕果累累。

近日在(zài)甯(níng)波举行的(de)阳明号“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”技(jì)術(shù)成(chéng)果评价会上(shàng)，面对衆(zhòng)多(duō)来自國(guó)内外的(de)权威专家學(xué)者，黃(huáng)毅作(zuò)了一个多(duō)小时的(de)演讲，各位“大(dà)咖”争相发言，对技(jì)術(shù)成(chéng)果与主讲人深表赞许。中國(guó)科(kē)學(xué)院(yuàn)院(yuàn)士(shì)何满潮，中國(guó)工程院(yuàn)院(yuàn)士(shì)刘加(jiā)平(píng)、周创兵，韩國(guó)工程院(yuàn)院(yuàn)士(shì)李寅模，新加(jiā)坡工程院(yuàn)院(yuàn)士(shì)梁春辉等(děng)中外专家學(xué)者认为，“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”作(zuò)为中國(guó)首创性、原创性、國(guó)际领先的(de)高端装备与施(shī)工工法，拥有不可(kě)替代的(de)优势与广阔应用前景。

原國(guó)际隧道(dào)协会副主席、美國(guó)科(kē)罗拉多(duō)矿业大(dà)學(xué)教授JamaIRoStami说，黃(huáng)博士(shì)牵头研发的(de)这项先進(jìn)技(jì)術(shù)，在(zài)欧美國(guó)家也有需求，尤其在(zài)欧洲许多(duō)古老的(de)小城，道(dào)路狭小建筑密集，“類(lèi)矩(jǔ)盾(dùn)搆(gòu)”可(kě)为城市地下交通建设提供全新的(de)解决方案。

来源：工人日报客户端