日本同行在美國(guó)人研究的鋼管節(jié)和荷蘭人研究的混凝土管節(jié)基礎(chǔ)上,融合形成了一種新的管節(jié)形式,即鋼和混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式,俗稱三明治管節(jié),并在川崎海底隧道、大阪港咲州隧道等工程中得以成功應(yīng)用。

通過對(duì)日本同行的長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn),他們非常善于將歐美人的不同發(fā)明融合在1個(gè)方案中,形成特有的日本技術(shù),這應(yīng)該也是一種后發(fā)優(yōu)勢(shì)。

實(shí)例

1)將現(xiàn)澆混凝土和盾構(gòu)結(jié)合起來使用并建造隧道的技術(shù)是德國(guó)人發(fā)明的,他們把它稱為extruded concrete lining technology,采用皮帶運(yùn)輸機(jī)對(duì)隧道出渣。日本同行從這2項(xiàng)技術(shù)中敏感地察覺到,如果在1個(gè)機(jī)械化掘進(jìn)隧道工程中同時(shí)采用這2項(xiàng)技術(shù),意味著隧道掘進(jìn)不必再采用機(jī)車運(yùn)輸管片和土渣,從而在45°坡度的隧道工程中仍然使用隧道掘進(jìn)機(jī)。

2)2022年,國(guó)際隧協(xié)有一項(xiàng)獎(jiǎng)?lì)C給了日本的H&V技術(shù),從這項(xiàng)技術(shù)可以獲得不少啟發(fā)。H&V技術(shù)的出現(xiàn)是為了解決雨水排放隧道建設(shè)中所遇到的困難,具體說,就是在整個(gè)隧道的一段必須是2條隧道上下疊合,以避開鄰近建筑物的紅線,在其他段又必須是2條隧道平行,以避免對(duì)上方樁基礎(chǔ)的切割。當(dāng)2條隧道接近工作井的時(shí)候,必須足夠靠攏才能減少工作井的尺寸。日本同行用連體盾構(gòu)的方式,通過掘進(jìn)時(shí)連體盾構(gòu)的位置轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)以上目的,其中的約束條件是2個(gè)盾構(gòu)內(nèi)的管片拼裝施工位置不能因此轉(zhuǎn)向。

3)一般認(rèn)為,泥水盾構(gòu)的發(fā)明應(yīng)歸功于Mott MacDonald公司的高級(jí)合伙人John Vernon Bartlett,他從意大利的地下連續(xù)墻泥漿護(hù)壁中獲得啟發(fā),制造了世界上第1臺(tái)泥水平衡盾構(gòu)。

4)日本同行已經(jīng)成功地將攪拌法和高壓旋噴法結(jié)合在一起,其中高壓旋噴樁是意大利同行發(fā)明的技術(shù)。

這些例子給了我們這樣一個(gè)啟發(fā): 我們中國(guó)同行應(yīng)該以批判和改進(jìn)的態(tài)度去考察其他國(guó)家現(xiàn)有的隧道技術(shù),而不是一味照搬引進(jìn)。如果我們能夠?qū)⒖沙掷m(xù)發(fā)展的需求設(shè)定為技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力,注意利用其他學(xué)科的進(jìn)步推動(dòng)隧道領(lǐng)域的創(chuàng)新,在隧道創(chuàng)新事業(yè)中將會(huì)贏得更多的成功機(jī)會(huì)。

思考

針對(duì)目前隧道技術(shù)的不理想現(xiàn)狀,認(rèn)真思考解決以下幾個(gè)重要問題: 1)尋找更好的盾尾密封技術(shù); 2)實(shí)現(xiàn)真正意義上的盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)和連續(xù)運(yùn)輸; 3)實(shí)現(xiàn)無人化盾構(gòu)掘進(jìn)和礦山法開挖技術(shù); 4)在無人化盾構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)環(huán)形盾構(gòu)的創(chuàng)意; 5)在巖石隧道掘進(jìn)技術(shù)中,研究高壓水、微波破巖等技術(shù); 6)采用聲吶技術(shù)和算法判斷設(shè)備故障、人員工作效率以及人與物的位置關(guān)系; 7)采用泡沫聚苯乙烯聚合物混凝土替代傳統(tǒng)的混凝土以減少碳排放; 8)研發(fā)一機(jī)多用的軟弱地基處理設(shè)備,即采用1臺(tái)設(shè)備可以實(shí)施不同的地基處理技術(shù)。