2025IBTC精選報告 | 李術才院士
閱讀：次 發布人：橋梁與隧道
2025年11月22日-23日，中國工程院工程科技學術研討會暨第十三屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC 2025）在天津成功召開。大會深入貫徹落實黨的二十屆四中全會精神，以“新質生產力賦能交通基礎設施智能建養與韌性安全”為主題開展高質量學術報告與研討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。
作為中國乃至國際范圍內反映重大工程建設與技術創新的重要交流平臺，為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，大會組委會特別推出《2025IBTC精選報告回顧》，分享專家精彩觀點。本期聚焦中國工程院院士李術才的大會報告《TBM高效破巖技術研究進展》↓↓↓
▲李術才院士在大會現場分享報告
隨著交通強國、“一帶一路”等戰略推進，我國隧道工程建設規模與難度均居世界首位，但多地工程遭遇高強度硬巖，給掘進施工帶來嚴峻挑戰。此外，盾構機在城市地鐵施工中遭遇硬巖及鋼筋混凝土構筑物時，常出現切削困難、卡機等問題。傳統改進方式或提升裝備參數，或探索射流、激光等新型破巖技術，其中高壓磨料射流因優勢顯著，成為聯合破巖的優選方向，但面臨增效機制、裝備設計、工藝優化等多重挑戰，且需滿足經濟、高效、智能、穩定的工程要求。
二、核心技術：破解增效機制，構建聯合破巖體系
團隊重點攻關磨料射流-刀具聯合破巖增效機制與技術，成功研制3000噸級巖石加壓聯合破巖試驗裝備，可模擬地下2000米埋深工況，具備機理研究、裝備驗證、工藝優化三大功能，能精準調控巖石強度、射流參數、刀具參數等變量。
基于該裝備，團隊還系統研究了高刀盤轉速、富水環境下射流能量衰減規律，明確了泵壓、磨料流量等參數對破巖效果的影響。
同時，創新研發可調頻脈沖噴嘴，通過激發巖體共振擴大損傷范圍，搭配專用溶液實現磨料成團噴射，提升破巖效能，并開發配套控制軟件，實現刀盤設計、工藝優化等全流程管控。
三、裝備研發：突破“卡脖子”難題，首臺裝備下線
針對聯合破巖裝備核心需求，團隊攻克多項關鍵技術，成功研發首臺磨料射流-刀具聯合破巖盾構裝備并實現下線，重點解決了刀盤旋轉時高壓水磨料多介質回轉傳輸問題。通過自適應密封及自平衡受壓密封結構，破解動靜連接的回轉中心技術瓶頸；優化核心部件設計，實現水刀與傳統刀具的協同配合與防護，集成脈沖射流功能，形成完整的聯合破巖裝備體系，為工程應用奠定了堅實基礎。
四、工程應用：示范效果初顯，推廣前景廣闊
“山大號”聯合破巖盾構在濟南地鐵工程中完成應用示范，成效顯著。相較于傳統掘進方式，搭載脈沖射流技術后，掘進速度平均提升30.66%，最高提升118%。同時有效降低了刀具消耗及綜合施工成本，驗證了技術的實用性與經濟性。目前已有3臺同類裝備正在搭載調試，后續將進一步優化工藝參數，破解更多硬巖掘進場景難題。
另外，該項技術雖取得初步成果，但仍有諸多技術細節需持續完善，未來將繼續深耕，為我國硬巖隧道施工提供高效解決方案。
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▲李術才院士在大會現場分享報告
一、研究背景：硬巖掘進難題凸顯，技術需求迫切
文/大會組委會綜合整理
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