“200年前，欧洲人发明了世界上第一个矩形盾构机，我的中国同行则为这项古老的技术，赋予了新的生命力。”
不久前，在浙江宁波举办的“宁波轨道类矩盾构”技术评价会上，德国波鸿鲁尔大学副校长、德国科学与工程院院士贡特尔·梅施克发出这样的感叹。
贡特尔·梅施克口中的“中国同行”，是浙江省劳动模范、高级工程师黄毅。作为同济大学毕业的博士，他十年来深耕轨道建设一线，锚定自主创新，开展“卡脖子”技术攻关，把论文续写在一个个施工现场。业内认为，黄毅及其团队破解了轨道建设世界性难题，占据了全球地铁盾构领域的制高点。
集众智，创绝招，突破“卡脖子”技术
盾构机素有工程机械的“航母”之称，可广泛应用于城市轨道、地下管廊、铁路公路隧道等重大工程、基础建设领域。
在盾构技术领域，中国曾经长期落后于欧美国家。宁波市轨道集团有限公司(以下简称“宁波轨道”)通过技术引进与自主研发相结合，在城市地铁线路建设方面不断取得进展。不过，在面对狭小逼仄的地下施工空间时，宁波轨道成熟掌握的圆洞单轨盾构技术，却难以较好发挥效力。2013年底，在建设宁波地铁4号线时，宁波轨道遇到了难题。
4号线总长35.95公里，其中有2公里线路位于宁波翠柏里老街区正下方，地下可用空间净宽不足14米，在如此狭窄的地下空间作业，在国际上也相当罕见。
2012年，拿到上海同济大学博士学位的黄毅，入职宁波轨道。大家亲切地叫他“黄博”。
为攻克技术难题，黄毅偕团队多次到日本等国家调研考察。“日本地铁大多在东京湾一带，与宁波的城市布局、地质构造有较多相似之处。日本推出的矩型盾构，采用全钢架支撑，虽然成本较高，但能较好地在地下狭窄空间施工。对这项技术，他们视若至宝，不轻易示人。” 黄毅说。
宁波轨道建设分公司党委书记黄贵彬说，企业最初想咬咬牙，从日本买一台“矩型盾构”成品装备，以解燃眉之急，但日商以“目前暂无出售计划”为由婉拒。
“我要扼住命运的咽喉，它决不能使我完全屈服。”(贝多芬)黄毅说，事关“卡脖子”的高端装备与关键技术，不能指望也无法依赖外部引进。“即便能引进其他类似盾构机，对方也处处设防，开出严苛条件。”
为此，宁波轨道抽调精兵强将，尝试研发适合中国国情与宁波地质条件的设备，黄毅成为一线技术负责人。
“作为一项国际领先的重大科研项目，仅凭宁波轨道单打独斗不行，我们搭建产学研用一体化大平台，参与的有上海隧道设计院、上海隧道工程公司、同济大学等众多一流高校学府、专业机构，组成国内顶尖的地铁盾构攻关团队，将轨道建设工地变成国际级大科研场。” 黄毅说，全力以赴攻关下，团队自主首创研发横断面最大、多刀盘无死角、掘进利用率最高的“类矩盾构”设备，破解了建设难题。
据介绍，这台“类矩盾构”宽11.83米、高7.27米，可以适应城市地下狭窄复杂空间、海泥层软土地基等作业难题。宁波市将其命名为“阳明号”。
深耕一线，成就“解难高手”
作为全新的技术装备，“阳明号”从实验厂出品到规模化应用，需要通过可行性验证阶段。在试拼装阶段，技术团队便遇到了“下马威”。
按照设计要求，技术人员要将每环11片、每片重达数吨的高强度钢砼管片，拼接成高7米、宽11米的“类矩环”空间，其精度需要控制在5mm以内。上海隧道公司高级工程师潘涛说，大家耗费多时未能如愿，只得请“黄博”来“点拨”。
黄毅(左)在施工现场检查设备运行情况
黄毅在现场观察了两天两夜，终于发现问题。原来，随着盾构掘进，管片出现位置偏移，黄毅设计了限位器，优化了技术规程，使管片拼装精准控制在误差缝隙之内，这才恢复试验施工，闯过了起步难关。
试验初战告捷，整个团队移师4号线，打通了曾被视为畏途的翠柏里超窄地下段。黄毅说，按原来施工方案，仅地面拆迁补偿即需12亿元，而采用“类矩盾构”施工，可节省各类费用达11.4亿，且不拆房不扰民，施工进度快。
宁波地处我国东部沿海软土地带，地下土层含水率高达50%，比东京、上海等同类沿海大城市高出10%左右。有人认为，在宁波建地铁，如同“嫩豆腐打洞”。“类矩盾构”系列化技术工法，则有效破解了地下海泥层软土开掘作业的国际性难题。
“受软土地基等因素的干扰影响，最初施工时，多次发生多刀盘碰撞问题。”黄毅说，“此类问题，国外也有遇到，他们较多采用停机再启动的方式加以解决，但影响作业效率，扭力受损较大。我们研究后，将大小刀盘分别作了刀形改进与结构调整，杜绝了刀盘交错现象。”
宁波地铁6号线江南路施工点附近，有3根大自来水管，施工团队按常规流程，用基坑钢管护壁，黄毅巡查后认为不妥。这些水管一旦发生意外，后果不堪设想。他立即更换能够自动调节压力的智能支撑系统，还在水管沿线设立11个监测点。据了解，6号线开工2年多来，多次遭遇台风暴雨及东海大潮侵袭，由于采取周密的防控措施，迄今未发现任何异常。
有专家认为，宁波轨道研发攻关的“类矩盾构”，引领了全球盾构领域的新技术革命。而作为一线“操盘手”，黄毅始终怀有一个信念与梦想，就是要将此“国之重器”，对标世界最前沿，精心打磨成精品极品。
“类矩盾构”问世后，黄毅与团队成员不断深化研发、迭代升级,实施一系列重大技术改革创新。“类矩盾构”也从1.0版升级到5.0版。黄毅说，最初推出的盾构刀盘体系，由2个“X型”大刀盘加1个“I型”小刀盘组合而成，3个刀盘同步作业，形成全断面百分百切削，这是其独特优越性。
如今，运用互联网数字化技术，通过程序预设，盾构机能够自动调节运行速度与刀盘角度，增强了安全性可靠性。随着技术、工法的不断优化，盾构作业效率大为提升，以管片拼装为例，最初每块作业时间需30分钟，后缩短为15分钟，如今仅需5分钟。掘进速度则由原来每天的2至3米，达到如今每天10米，增加了3倍多。
咬定青山不畏险
黄毅千方百计创新“类矩盾构”的应用场景，使其发挥更多效能。在东钱湖地铁调度场线，技术团队原本打算采用明挖方案，不料动工时发现地下有条国防电缆，只得暂停下来。正当工程队一筹莫展之际，黄毅闻讯赶来，建议改为“类矩盾构”开掘，从电缆下面穿越通过;并将沙石建材堆成“人造山坡”，增加盾构施工要求的土层荷载，仅一个多月，就把几乎搁浅的调度场线顺利打通。
黄毅(中)与团队成员作技术研讨交流
在建设宁波8号线丽园南路站的会车线时，为加快工期，施工团队需单双轨同步相向施工，这使单圆洞与“类矩”洞容易发生“互吸”偏差。根据委托的地铁设计院模拟预期，偏差可能超过12厘米。“这样的难题，全世界也找不到先例可作参考。”宁波轨道盾构部工程师刘腾说。
经过实地勘察，黄毅建议将盾构轴线向外侧偏3厘米。“这个纠偏角度远低于测算估值，我们有些将信将疑。”刘腾说，结果在实际操作中，反弹值为4厘米，两相抵冲仅1厘米之差，完全符合技术指标，大伙喜出望外，又叹服不已。
工程技术人员为首台“类矩盾构”作投产前检查调试
“类矩盾构”及相关科研成果，在国内外业界产生广泛影响，来自郑州、南京、杭州等众多城市的地铁建设领域同行，纷纷幕名前来学习考察。黄毅还发起成立劳模创新联盟，集聚参与宁波轨道施工、设计、科研等领域的20余家单位的劳模、技术骨干，交流探讨技术，及时解决一线难题。
在历时10年的不懈努力与坚守中，黄毅团队先后获得42项国内外专利，4项省部级科技进步奖，填补了多项国内空白，占据了全球地铁盾构领域的制高点。黄毅说，目前，团队仍在加强技术研发与储备，攻关“类矩盾构”六代机，努力使“类矩盾构”这项高新技术，在国际竞争的赛道上持续保持领军者地位。
近期，在宁波举行的阳明号“类矩盾构”技术成果评价会上，中国科学院院士何满潮，中国工程院院士刘加平、周创兵，韩国工程院院士李寅模，新加坡工程院院士梁春辉等中外专家学者一致认为，“类矩盾构”作为中国首创性、原创性、国际领先的高端装备与施工工法，拥有不可替代的优势与广阔应用前景。
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