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中铁隧道局集团盾构及掘进技术国家重点实验室工程师郭璐—— 推进隧道掘进机技术自立自强(我们的新时代)

时间:2022-05-10 14:18:07 来源:人民网-人民日报 作者:

  站在直径16米的盾构机前,郭璐更显瘦小……不过,这个钢铁巨人的盾构刀具,却由她掌握着。

  郭璐今年34岁,是中铁隧道局集团盾构及掘进技术国家重点实验室工程师,与隧道掘进机打了近10年交道,参与研发了“滚刀磨损试验平台”,编制修订了盾构机国家行业标准,荣获河南省科技进步奖。

“从石头磨出的划痕中看见‘灿烂星河’,领略科研的浪漫”

  实验室,桌上,墙角,堆满岩石样本。“引汉济渭”“厦门2、3号线”“兰州水源地”“高黎贡山铁路隧道”……一个个圆柱体的石块,等待着钢针去细细磨蚀,找出不同盾构刀具在不同岩石上的磨损规律。

  “这是个极细致的活,需考虑钢针的夹角,要进行定性、定量分析,为选择、更换盾构刀具提供参考数据。”郭璐说。

  2013年7月,郭璐硕士毕业后,加入这个国家重点实验室。“一开始觉得岩石磨蚀实验没什么难的,可一动手,发现自己的实验数据与老师得出的数据相比,总有0.1到0.2毫米差距。数据不准,实验再多也没意义。”

  无精细,不科研。郭璐凭着一股不服输的劲头,反复练习数月,终于得出精确数据。如今,她一人可以熟练操作6个实验平台和仪器设备,能够开展岩石磨蚀性、元素成分分析、滚刀磨损等10多种实验分析,提供实验服务和技术指导。

  2016年,高黎贡山隧道项目施工中,掘进机经过地区多为破碎岩石地层,易发生岩爆。施工方找到郭璐,希望她开展刀具磨损情况的预测工作,指导施工。郭璐经过一个多月磨蚀实验攻关,终于总结出高黎贡山的岩机作用机理,为施工提出优化方案。

  “一遍遍重复实验动作,非常枯燥,但是在显微镜下,你能从石头磨出的划痕中看见‘灿烂星河’,领略科研的浪漫。”郭璐笑着说。

“要让科研接地气,还得到工地,实打实地解决问题”

  郭璐还记得第一次深入施工现场,是2015年4月在秦岭深处的陕西省安康市引汉济渭工地。技术负责人夏明一把拉住她,“秦岭到处是花岗岩,材质坚硬。掘进机滚刀磨损特别快,换刀具成本高不说,还影响掘进速度和工程质量,有啥好法子?”

  郭璐取了岩石样本就抓紧实验。先选用缩尺滚刀试,结果与预期差距较大。又更换双刃滚刀,尝试复原实际磨损量,磨损后滚刀重量不但没减,反而增加了几毫克。“别小看这几毫克,直接关系到对滚刀磨损程度的判断。”她细致观察,发现是磨损时产生的岩渣嵌进滚刀缝隙,从而产生了误差。郭璐带领团队调整滚刀的刀刃宽度,更改滚刀材质,经过上千遍尝试,终于模拟出最契合秦岭施工现场的情景。

  2016年底,国内第一个“滚刀磨损试验平台”成功上线,能够测试滚刀的磨损质量以及岩石的破岩量,从而为刀具的研制及选择提供指导。目前,这一科研成果已为引汉济渭、引松供水等工程提供了不同岩样的滚刀消耗量预测服务。

  “要让科研接地气,还得到工地,实打实地解决问题。”郭璐说,“每个工地地质情况不同,去了才知道科研的着力点。”比如,有的地方泥浆大,可能“糊”到刀具;有的地方突然发现巨石,需要及时处理;有的是在海底,容易透水。

  “我国交通基础设施建设脚步的加快,为我们科研人员提供了广阔舞台。”近几年,在许多隧道工程项目中,“滚刀磨损试验平台”所提供的技术服务得到广泛应用。郭璐欣慰地说:“自己的科研成果被需要,这是我的幸运。”

“时代赋予了我们科研工作者创新的舞台”

  标准是行业的引领,而隧道掘进技术一直缺少统一的国家标准。“为什么我们不自己制定标准呢?”郭璐决定填补这项空白。

  从申报流程到编写要求,制定标准的每一个流程对她来说都是挑战。再加上在标准编制的关键阶段,孩子出生了……她就白天调研学习,晚上哄孩子入睡后再坐下来修改标准草案。她的坚持和努力终于换来《全断面隧道掘进机盾构机安全要求》等10余项标准发布实施,多项标准填补业界空白。

  近几年,河南省大力推动科技创新,把创新作为发展的起点,加快实施创新驱动发展战略。“‘十四五’期间,隧道建造技术将加快向智能化发展。”对未来,郭璐又有新想法,“推进隧道掘进机技术自立自强,时代赋予了我们科研工作者创新的舞台。”

  在盾构及掘进技术国家重点实验室智慧盾构工程大数据平台上,隧道掘进机的工作数据通过屏幕实时呈现。郭璐用鼠标点击地图,看着来自施工现场隧道掘进机的设备运行和地质参数等数据。郭璐说:“2014年5月,习近平总书记在河南考察中铁工程装备集团有限公司盾构总装车间时提出‘三个转变’:推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变。作为科研工作者,我要努力扛起推动中国盾构技术不断创新发展的责任,为实现‘三个转变’作出更多贡献。”

  《 人民日报 》( 2022年05月05日 08 版)

  (责编:陈羽、任一林)

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