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1、【项目名称】复杂环境下城市轨道交通建设关键技术及应用【推荐奖种】2016年度国家科技进步奖一等奖【推荐单位意见】中国土木工程学会推荐意见：本项目成果是由国家、省部及结合重大工程建设相关研究计划的成果构成，针对高速建设和复杂环境带来的施工困难、安全风险、建设管理等问题，解决了地铁近接穿越复杂环境的系列施工技术难题，建立了基于全生命周期安全风险控制的建设管理系统方法和标准，并在全国40个城市的轨道交通建设中得以应用。在大直径泥水盾构穿越高水压、强透水、卵砾石地层中安全快速施工技术、地铁紧接穿越既有运营地铁隧道、穿越既有建筑技术及全过程建设风险管控理论和方法方面达到国际领先水平。【项目简介】我国城市
2、轨道交通建设规模与速度世界罕见，建设环境日趋复杂。地铁线路穿越既有运营隧道、既有建（构）筑物；下穿江河；穿越富水、软硬不均、卵石地层等复杂环境成为地铁建设的“新常态”。针对高速建设和复杂环境带来的施工困难、安全风险、建设管理等问题，课题组历经7年系统研究，解决了地铁近接穿越复杂环境的系列施工技术难题，建立了基于全生命周期安全风险控制的建设管理系统方法和标准，为全国近40个城市的轨道交通安全高效建设提供了技术支撑。一、建立了地铁线路穿越既有运营隧道、建（构）筑物，穿越江河、富水软硬不均地层、卵漂石地层等复杂地质条件下的施工关键技术1、针对各种复杂地质条件下盾构近接既有运营隧道施工，研发了人机联动
3、、建设运营联动以及安全预警全社会联动的多层次全方位动态实时监控技术与智能决策系统，建立了盾构下穿既有运营隧道的“测（综合监测）决（智能决策系统）人（盾构操作手）机（盾构推进）控（运营隧道）”五位一体的智能化快速联动安全施工控制技术；研发了采用各种注浆方式和工艺的控制下穿运营隧道位移和复位的辅助技术，实现了空间交叉隧道结构的长期稳定；创新了调节盾构土仓压力控制开挖面稳定技术，探明了既有线变形发生、发展规律及特征。2、针对地铁盾构隧道穿越高水压、卵砾石、富水地层的诸多难题，开发大直径盾构刀盘刀具配置设计方法及装备，常压换刀工艺和管片止水技术，创新水泥土改良抑制冻胀融沉的冻结法新技术和液氮冻结更换盾
4、尾刷技术。 3、建立盾构穿越重要建筑物的基于考虑复杂应力路径的小应变硬化模型等三维变形预测分析方法，提出适用于盾构穿越全过程的五阶段控制流程，建立考虑既有建筑的盾构穿越扰动双控标准，提出两级预警、分阶段评估与保护的控制措施。二、建立了基于安全风险控制的全生命周期建设管理系统方法4、基于复杂环境的地下工程施工风险，结合穿越既有运营隧道、建（构）筑物，江河湖泊的工程实践，建立轨道交通风险管控技术体系，编制城市轨道交通地下工程建设风险管理规范，提出的按建设阶段进行动态性、连续性、及时性的风险管理方法达到国际领先水平。5、针对多项目群同步建设、系统接口繁杂等问题，构建多项目群数字化建设管理方法，编制城
5、市轨道交通建设项目管理规范，创造性提出全寿命成本控制、网络化建设及全过程实施安全与风险动态控制方法及标准，建设的南京地铁一号线造价3.9亿元/公里为国内同期水平最低。6、创建PPP投融资模式并实施国内首个轨道交通项目，为大规模建设提供资金保障。北京地铁4号线节省融资成本约98亿元，被列为财政部轨道交通PPP的示范项目，为政府大力推进PPP融资方式奠定了理论和实践基础。三、创建了城市轨道交通技术评估体系及推广平台。49项成果在全国40个城市的轨道交通建设中应用。课题获国家发明专利3项、实用新型专利5项，出版专著9部，形成国家和行业标准5项，产生显著的经济和社会效益。为中国建设技术栖身世界强国奠定
6、坚实基础。【客观评价】本项目成果是由国家、省部及结合重大工程建设相关研究计划的成果构成，相关第三方评价如下：（一）、成果鉴定(1) 住房和城乡建设部成立由院士专家组成的专家组对“十一五”国家科技支撑计划重点项目“新型城市轨道交通技术”课题一“城市轨道交通技术发展和创新体系研究与示范”的验收意见（旁证：附件 ）：1）课题组首次提出了从政府监管、投融资、建设管理和运营管理各环节的轨道交通可持续发展系列政策和规范性文件。对我国轨道交通行业管理的政策完善和规范化运作具有积极的指导意义。2）首次系统提出2020城市轨道交通技术发展纲要建议，提出了二十多个专业和十三个重点综合技术领域的技术发展方向及重点研
7、发的前沿理论和核心技术。3)研究成果在全国建设轨道交通的城市推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。（2）王梦恕院士等组成的专家组对南京地铁大直径（11.2m）盾构隧道穿越长江关键技术研究的验证意见（旁证：附件 ）：课题创立了高水压、强透水、卵砾石地层中大直径泥水盾构安全快速施工关键技术，解决了盾构独头一次掘进施工的世界性技术难题，创造了单月日平均最大掘进21.2米的世界纪录。提升了我国在大直径地铁过江盾构隧道施工领域的领先地位，在穿越全断面卵石地层技术方面成果达到了国际领先水平。（3）王梦恕院士等组成的专家组对复杂条件下盾构下穿既有地铁运营隧道安全控制关键技术研究的验证意见（旁证：附件 ）
8、：课题创建了近距离（0.5-3.0m）、小角度（0-25）双线盾构小半径曲线隧道穿越地铁线网中重大安全控制节点的安全运营控制综合技术体系、施工安全控制体系和安全应急预控体系，实现了运营车辆不减速，确保了下穿难度极大的施工、运营的绝对安全。成果总体上达到了国际先进水平。(4) 住房和城乡建设部标准定额司组织专家对中国土木工程学会和北京城建设计研究总院有限责任公司主编的国家标准城市轨道交通建设项目管理规范（以下简称规范）的验收意见（旁证：附件 ）：1）规范明确了城市轨道交通建设项目管理的特点和总体管理原则，定义了建设项目管理术语，规定了城市轨道交通的项目组织管理、合同管理、勘测设计管理、投资管理、
9、质量管理、技术管理、采购管理、进度管理、监理管理、施工管理、安全管理、建设风险管理、接口管理、信息管理、系统联调与试运行管理、建设项目竣工及移交管理、BT工程建设项目管理等17个方面的基本原则和标准。2）首次编制了我国城市轨道交通建设项目管理规范，具有很强的指导性、实用性和操作性，填补了国内空白。规范将对当前我国大规模、快速发展轨道交通建设，具有重要的指导作用。3）规范在全寿命成本控制、安全环保、资源节约、网络化建设等理念，以及全过程实施安全与风险动态管理等方面有创新，总体上达到了国际先进水平。(5) 住房和城乡建设部标准定额司组织专家对中国土木工程学会和同济大学主编的国家标准城市轨道交通地下
10、工程建设风险管理规范（以下简称规范）的验收意见（旁证：附件 ）：1）：规范定义了风险管理术语；系统分析了工程风险辨识方法、多种风险损失类别，建立了风险评估等级标准；明确了城市轨道交通地下工程建设过程中，不同工程管理阶段各参与单位的风险管理目标、管理内容、职责和对策；列出了工程各阶段的风险评估报告编制内容和管理流程等。规范内容比较全面，各阶段责任明确、实用性强。2）首次编制了我国城市轨道交通地下工程建设风险管理规范，具有很强的指导性，填补了国内空白。总体上达到了国际先进水平，其中按建设阶段进行动态性、连续性、及时性风险管理达到国际领先水平。（6）南京市科学技术委员会组织王景全院士等组成的专家组对
11、城市轨道交通建设安全风险管控体系研究的验证意见（旁证：附件 ）：1）建立贯穿于城市轨道交通工程建设全过程的风险管理制度和技术标准体系，成果已纳入城市轨道交通地下工程建设风险管理规范（GB50652-2011）。2）建立了城市轨道交通工程安全风险评价的方法与手段，为施工安全风险监控、预警、报警、应急救援和处置提供了技术支撑。3）在安全管理信息系统平台构建中，创新性地融合了云计算、物联网、地理地质信息系统等信息技术，实现了对明挖、矿山、盾构等工法的安全风险技术分析、实时监测、综合预警和即时响应功能。（二）社会评价及国际评价（1）北京地铁4号线PPP项目被列为财政部轨道交通PPP的示范项目【旁证:附
12、件 】：北京地铁4号线已北京地铁4号线PPP项目是我国城市轨道交通行业第一个正式批复实施的特许经营项目，是国内第一个利用外资、引入私营部门运作的地铁项目，为目前基础设施投融资体制改革，政府大力推进PPP融资方式奠定了理论和实践基础。【推广应用情况】项目提出多项我国城市轨道交通可持续发展系列指南，成果纳入3本规范，形成对3个部门规章的政策支持；项目投融资、建设、运营管理及关键技术等研究成果在全国在建轨道交通的40个城市推广应用，取得显著经济效益和社会效益；构建的标准体系和安全风险管控体系，保证了大规模建设的安全控制，实现了行业技术标准协调统一，为建设重大装备国产化、标准化、系列化、产业化奠定基础
13、。规范了行业发展，引领了行业技术进步。【主要知识产权证明目录】序号知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书 编号权利人发明人专利有效状态1发明专利一种盾构机盾尾密封装置的使用方法中国ZL 2008 1 0026474.82009年12月23日583728广东水电二局股份有限公司林世友，潘发展已应用2发明专利一种实现盾构机常压开舱的土体加固方法中国ZL 2011 1 0067636.42013年1月23日1128288广东水电二局股份有限公司丁仕辉，阳争荣，王松茂，金永就已应用3发明专利浅埋洞室的开挖方法中国ZL200410054222.82009年8月26日541133同济大
14、学丁文其、朱合华、陶履彬、杨林德、夏才初、李晓军、俞登华、王晓形已应用4实用新型专利一种用于富集大粒径漂石地层的盾构刀盘中国ZL 2013 2 0016794.12013年1月3258283北京城建集团有限责任公司桂轶雄，王良，李文峰已应用5实用新型专利一种盾构机用重型撕裂刀中国ZL 2012 2 0293261.32012年6月2763282北京城建集团有限责任公司李伟，王良，桂轶雄，商啸闵，陈晓峰，王汉章已应用6实用新型专利一种拓展EPB盾构机刀盘适用软弱地层的装置中国ZL 2010 2 0281695.22010年12月8日1619814林辉林辉，魏志云，吴文彪，温彦杰已应用7实用新型专
15、利新型双液注浆混合器中国ZL 2010 2 0281705.22010年12月8日1619815林辉魏志云，林辉，温彦杰，吴文彪已应用8实用新型专利一种盾构机皮带刮泥系统中国ZL 2011 2 0146661.72011年11月16日2002655广东水电二局股份有限公司林辉，陈乔松，王小文，李世桂，郑勇，吴文彪，温彦杰已应用【主要完成人情况】序号姓名行政职务技术职称工作单位项目贡献1佘才高董事长正高级南京地铁集团有限公司创新点2，工程应用2张雁常务理事研究员中国土木工程学会总体协调，创新点43陈湘生总工程师教授级高工深圳地铁集团有限公司创新点1，工程应用4冯爱军副总工程师教授级高工北京城建设计发展集团股份有限公司总体协调，创新点5，推广应用5丁文其副系主任教授同济大学创新点36郝伟亚总经理、党委副书记高级经济师北京市基础设施投资有限公司创新点67黄力平副总经理教授级高级工程师深圳地铁集团有限公司创新点18袁大军副主任教授
