專家信息：

杜立杰，男，石家莊鐵道大學教授，石家莊鐵道學院TBM研究室主任，碩士生導師，留美學者，國家重大工程評估咨詢專家，TBM專家。

教育及工作經歷：

1990年，北京航空航天大學機械學專業碩士研究生畢業。

1990年至2000年，在石家莊鐵道學院機械工程系從事教學和科研工作，其中曾任機械工程系副主任，曾任河北省高校畢業設計教學評估檢查專家組組長。

1996年被評為副教授，2000年評為教授，是學校首批碩士生導師。

2001年至今，在石家莊鐵道學院大型結構診斷與控制研究所任教授，曾赴敘利亞等國家從事技術翻譯和技術支持工作，并入選2004年國家公派赴美留學。 

學術兼職及社會任職：

1. 中國工程機械學會鏟土運輸分會常務理事。

2. 鐵道部“鐵路特色專業（鐵道機車車輛及運用工程）教學指導委員會委員。

3. 遼寧大伙房水庫輸水工程（世界最長隧道，TBM施工，85公里）技術專家組成員。

4. TBM（數億元成套設備）國際標評標專家，TBM對外技術商務首席談判專家。

5. 全國青年摩擦學學會學術委員。
 

主講課程：

資料更新中…… 

培養研究生情況：

資料更新中…… 

教學成果：

1. 河北省精品課《機械原理》主講教授 。

2. 2003年，入選河北省優秀中青年骨干教師 。

3. 2005年，獲國家級教學成果一等獎 。

4. 2000-2005年，共獲河北省教學成果一等獎2項,二等獎和三等獎各1項 。 

研究方向：

1.現代機械設計理論與方法

2.TBM系統集成設計與施工技術

承擔科研項目情況：

1. 世界級規模和難度的\我國最大直徑硬巖TBM工程---12.4m直徑錦屏二級電站引水隧洞TBM選型設計及施工關鍵技術，二灘公司驗收，實際應用，排名第1。

2. 企、事業單位委托項目，世界最長隧道---85公里長的遼寧大伙房水庫輸水工程TBM選型設計及施工關鍵技術，中水遼工局驗收，實際應用，排名第1。

3. 中央、國家各部門項目，我國首次鐵路TBM自主施工工程--西康鐵路秦嶺隧道TBM施工技術研究，鐵道部鑒定 ，國際先進，排名第6。

4.我國最長、最大直徑鐵路隧道TBM工程---蘭渝線西秦嶺隧道TBM施工同步襯砌技術、TBM選型設計及施工技術，中鐵隧道局;中鐵十八局；中鐵十九局驗收，實際應用，排名第1。

5. 我國首次自主修復TBM---新疆中天山鐵路隧道TBM整機修復改進，中鐵十八局驗收，實際應用，排名第1。

6. 我國首次城市地鐵采用硬巖TBM---重慶地鐵TBM選型設計及施工技術方案，中建五局驗收，實際應用，排名第1。

6. 我國首次長距離雙護盾TBM自主施工--新疆八十一大阪輸水隧洞工程TBM選型設計，伊犁河流域建設管理局驗收，實際應用，排名第1。

7. 我國首次長距離大下坡TBM掘進---內蒙神華新街礦區斜井TBM選型設計及施工技術，中鐵十九局；神華集團驗收，應用，排名第1。

10. 企、事業單位委托項目，我國首次最小直徑開敞式TBM工程--云南那邦水電站引水隧洞TBM設計制造與施工關鍵技術，中鐵十九局集團驗收，實際應用，排名第1。

11. 企、事業單位委托項目，世界最高海拔TBM工程--西藏旁多水利樞紐工程TBM系統集成設計，武警水電部隊驗收，實際應用，排名第1。 

12. 鐵道部科技基金項目，高速列車摩擦學系統優化設計，（1998-2000）主持。

13. 鐵道部科技發展計劃項目，DZS90SK式振動沉拔樁機研制，（1993-1995）第二主持和主研。

14. 遼寧省水利水電工程局項目，長大隧道TBM施工出渣系統設計及其關鍵技術，（2002-2008）主持。

15. 鐵道部科技發展計劃項目，TBM施工技術研究，（1995-2002）主研。

16. 鐵道部科技發展計劃項目，TBM盤形滾刀刀圈國產化研制，（1995-2002）主研。

17. 鐵道部科技發展計劃項目，TBM盤形滾刀維修工藝研究，（1995-2002）主研。

18. 國家自然科學基金項目，預應力鋼筋混凝土結構關鍵構件狀態監測技術與方法研究，（2003-2005）主研 。

19. 國家級世行貸款項目，畢業設計環節教學改革研究與實踐，（2000-2004）第二主持和主研。

20. 鐵道部面向21世紀教改項目，面向21世紀機械類專業大學生綜合素質和能力培養方案與實踐，（1996-2000）第二主持和主研。

21. 鐵道部面向21世紀教改項目，工程制圖與機械基礎系列課程教學內容與課程體系改革的研究與實踐，（1996-2000）子項主持和主研；。

22. 河北省面向21世紀教改項目，面向河北省經濟發展鐵路高校機械類專業人才培養方案及辦學特色，（1999-2001）第二主持和主研。

23. 河北省“十五”規劃項目，高等工程教育復合型人才因材施教培養模式研究與實踐，（2001-2004）第二主持和主研。

24. 中央、國家各部門項目，省部級，隧道掘進機參數優化與維護技術2010G016-I，（2010-2012）130萬元，投標主筆人，主研。

25. 企、事業單位委托項目，橫向，那邦水電站引水隧洞工程TBM系統集成設計制造與施工關鍵技術（2008-2013）60萬元，主持、主研

26. 企、事業單位委托項目，橫向，遼西北供水工程TBM設計制造與施工技術研究（2011~2017）20萬元，主持、主研。

27.企、事業單位委托項目，橫向，西藏旁多水利樞紐工程高海拔條件下TBM設計與施工關鍵技術（2012~2016）10萬元，主持、主研。

28. 中央、國家各部門項目，鐵道部重大科研課題：長大隧道TBM施工技術及配套裝備研究（2012~2015）150萬元，主持、主研。

29. 國家863課題項目，硬巖隧道掘進機設計制造關鍵技術及應用（2012~2015）150萬元，申請書主筆，學術骨干。

30. 企、事業單位委托項目，橫向，硬巖隧道掘進機參數優化及系統集成設計研究（2011~2014）15萬元，主持、主研。 

科研成果：

獲得國家科技進步二等獎、國家級教學成果一等獎、河北省科技進步一等獎，并獲河北省教學成果獎4項。

1. 長大隧道全斷面巖石掘進機掘進技術研究與應用，獲國家科技進步二等獎 2005-J221-2-04-R05，排名第5。

2. 秦嶺隧道全斷面巖石掘進機掘進技術，獲省部科技進步一等獎，排名第3。

3. 秦嶺隧道1999年成功貫通。此后秦嶺隧道系統地進行了技術總結，發表出版了一批論文和著作，并在2003年獲得了重大工程類國家科技進步獎一等獎。

4.完成大量TBM掘進數據的采集記錄和分析；總結一整套TBM選型及系統集成設計理論；創建了應對現場復雜問題快速反應的TBM施工組織管理體系；成功探索出一條“校企合作”、無TBM經驗施工隊伍從“空白”走向“成熟”的成長之路。

5. 在TBM設計施工關鍵技術攻關中，通過對TBM及其后配套系統的創新設計，研制TBM施工配套新裝備，開發應用TBM通過軟弱蝕變帶圍巖施工新技術，解決了極硬、極軟圍巖等復雜地質條件下小直徑開敞式TBM施工技術難題，確保了TBM安全高效地貫通隧洞，贏得了國外TBM專家的敬佩，獲得國家專利6項，為企業創造了數千萬元的直接經濟效益，首次為我國小直徑開敞式TBM設計施工積累了技術經驗和成果。

發明專利：

1. 開敞式TBM平面滑行步進裝置 201420486269 許金林;杜立杰;左立富;王鵬禹;郭坤;杜彥良;孔海峽;韓小亮;黃繼敏

2. 開敞式TBM平面滑行步進裝置及步進方法 201410426467 杜立杰;許金林;左立富;韓小亮;王鵬禹;杜彥良;郭坤;黃繼敏;孔海峽

3. 開敞式TBM直接側卸料混凝土噴射系統201320500169 杜立杰;呂海明;杜彥良;尚爾海;王家海

4. 一種TBM弧形頂護盾及利用該頂護盾進行圍巖支護的方法 201310333531 杜立杰;許金林;黃繼敏;杜彥良;王鵬禹;左立富

5. 小直徑開敞式TBM無軌后配套臺車跨越拱架的方法 201310329446 杜立杰;呂海明;杜彥良;尚爾海;王家海

6. 開敞式TBM直接側卸料混凝土噴射系統 201310356949 杜立杰;呂海明;杜彥良;尚爾海;王家海

7. 開敞式TBM主機出渣膠帶機伸縮裝置 201220469415 杜立杰;呂海明;杜彥良;李程;洪曉東;王家海;蔡龍

8. 一種側置式TBM施工運輸渣車推車器 201220469414 杜立杰;呂海明;杜彥良;李程;洪曉東;王家海

9. 一種小直徑開敞式TBM步進裝置 201220469412 杜立杰;呂海明;杜彥良;李程;王家海;洪曉東;蔡龍

10. 一種TBM掘進石渣再利用加工裝置 201220469413 呂海明;杜立杰;杜彥良;李程;洪曉東;王家海;徐永波

11. 開敞式TBM施工支護用弧形鋼筋網片成型裝置 201220469411 呂海明;杜立杰;杜彥良;李程;洪曉東;王家海;劉光學

在《航空動力學報》、《機械工程學報》、《北方交通大學學報》、《機械傳動》、《潤滑與密封》、《建筑機械》等刊物共發表研究論文40多篇；由高等教育出版社和機械工業出版社出版著作2部；作為技術負責人和主譯，首次為我國完成了大型成套TBM技術資料翻譯（36卷，近2000萬字）。

出版專著：

1.《全斷面巖石掘進機系統原理與集成設計》專著 華中科技大學出版社 2011-03-01 合著

2.《畢業設計（論文）教學管理研究》專著 中國科學技術出版社 2007-08-08 合著

3.《機械原理》教材 高等教育出版社 2010-06-06 主編

代表性英文論文：

1. Du Lijie, Zhao Weigang, Du Yanliang. Studies on the boring performances and working parameters of TBM in Qinling Tunnel. ICME, 2000, Special Issue, Journal of Mechanical Engineering.

2. L.J.Du, M.Y.Sha, X.M.Shen. Two-phase fluid effects on sqeeze film damper bearing in bearing-rotor system, IC-HBRSD, National Defence Industry Press, 1999年ISTP檢索.

3. Du Lijie, Shen Xinmin,. The effects of Cavitation on precession squeeze film damper performances, IC-HBRSD, Xi’an Jiaotong University Press, 1990, pp415-420.

4. Shen Xinmin, Zhou Yanpei, Du Lijie. The physical properties of Two-phase oil-air fluid in precession squeeze film dampers,. IC-HBRSD, Xi’an Jiaotong University Press, 1990, pp165-169.

5. Du Lijie. The effects of lubrication and its contamination in rolling bearing life prediction. CJISME, 1996, International Academic Publishers, pp461-465.

6. Du Lijie. Tribology design of gear, CJISME, 1996, International Academic Publishers, pp865-871.

代表性中文論文：

1 全斷面巖石掘進機施工技術 杜立杰 鑿巖機械氣動工具 2005-11-30

2 全斷面巖石掘進機的使用選型 杜立杰 工程機械與維修 2005-01-15

3 全斷面巖石掘進機施工技術 杜立杰 工程機械與維修 2004-09-04

4 TBM離合器摩擦片失效成因及對策 徐明新; 杜立杰 建筑機械 2004-07-09

5 秦嶺隧道TBM機—石界面的界定分析 趙維剛; 楊超; 杜彥良; 沙明元; 杜立杰 北方交通大學學報 1999-04-30

6 齒輪潤滑設計對齒面失效的影響及設計對策 杜立杰 機械傳動 1996-12-30

7 擠壓油膜阻尼器蒸汽氣穴的邊界條件 杜立杰 石家莊鐵道學院學報 1996-06-15

8 機械設計課程教學中學生的全面培養 杜立杰 第五屆全國機械設計及制造專業教學研討會議論文集（卷1 教學論文） 1995-08-01

9 齒輪摩擦學設計 杜立杰 第三屆全國青年摩擦學學術會議論文集 1995-07-01

10 擠壓油膜阻尼器的油氣兩相流分析與試驗 沈心敏; 李其漢; 杜立杰 航空動力學報 1992 7（4）：355-358。EI檢索。

11 進動油膜軸承油氣兩相流特性 沈心敏;杜立杰 潤滑與密封 1991-02

國內知名盾構專家蒞臨盾構國家重點實驗室指導

（中華鐵道網、《路訊》雜志特約通訊員 申陽）12月27日，中鐵一局集團有限公司楊育僧、電力部杭州機械設計研究所薛備芳、廣深港客專技術總監吳圣宏、廣州市盾建地下工程有限公司張良輝、北京城建集團惲軍、廣東華隧建設股份有限公司凌波、石家莊鐵道大學杜立杰、上海工程技術大學馬力中、北京市政集團張國京、方依文等10名國內知名盾構專家蒞臨盾構及掘進技術國家重點實驗室訪問并指導工作。

楊育僧、薛備芳、吳圣宏等專家在盾構及掘進技術國家重點實驗室黨工委書記、常務副主任陳饋、副主任周建軍陪同下，參觀了重點實驗室科技展廳、專業實驗室及綜合實驗車間，仔細詢問了巖石力學性能實驗機、TBM掘進模態綜合實驗臺、盾構系統集成實驗平臺、滾刀巖機作用綜合實驗臺、工程結構模擬實驗平臺等實驗設備的功能和性能參數及使用情況，并在實驗室學術交流廳與實驗室領導進行了交流。

國內知名盾構專家參觀實驗室（黃明海攝影）

國內知名盾構專家聽取實驗室建設情況介紹（黃明海攝影）

實驗室常務副主任陳饋對專家的蒞臨指導表示歡迎和感謝，并向專家介紹了實驗室的建設與運行情況。

在交流中，專家們對實驗室的運行與發展提出了具有建設性的意見和建議。專家們說，隨著我國經濟和社會的快速發展，國內盾構市場具有巨大的潛力和空間，盾構及掘進技術國家重點實驗室應發揮企業國家重點實驗室和中國中鐵的國際化平臺優勢，要將國際盾構的先進技術和理論與我國的具體地質條件相結合，要針對盾構在我國工程應用中存在的問題開展科研立項和突破性研究，要充分吸收和利用國際成熟先進技術并實現集成創新，開拓新思路，立足新起點，沖刺新高度，謀求新發展，繼續推進我國盾構領域技術革新，加速成果轉化和產業化，引領國際盾構技術的新發展。

來源：中華鐵道網 2012-12-29 

榮譽獎勵：

1. 河北省精品課《機械原理》主講教授 。

2. 2003年，入選河北省優秀中青年骨干教師 。

所獲獎勵：

1. 2005年，長大隧道全斷面巖石掘進機掘進技術研究與應用，獲國家科技進步二等獎 。

2. 2002年，獲河北省科技進步一等獎 。

5. 2005年，獲國家級教學成果一等獎 。

4. 2000-2005年，共獲河北省教學成果一等獎2項,二等獎和三等獎各1項 。

5. 秦嶺隧道全斷面巖石掘進機掘進技術，獲省部科技進步一等獎，排名第3。

盾構及掘進技術國家重點實驗室參與研究的
首臺全斷面巖石掘進機（TBM）在鄭州下線

1月26日，依托國家“863、973”計劃，盾構及掘進技術國家重點實驗室成果轉化基地——中鐵工程裝備集團有限公司牽頭研制的首臺全斷面巖石掘進機（TBM）在鄭州下線。此臺TBM直徑8.03米，驅動功率3500千瓦，最大推力2326噸，由中鐵工程裝備集團有限公司牽頭，聯合浙江大學、天津大學、石家莊鐵道大學、鄭州大學、盾構及掘進技術國家重點實驗室等，成立專項課題組，歷時24個月研制成功，將應用于中鐵隧道集團有限公司承建的吉林引松供水工程。

國家“863、973”計劃直徑8.03米全斷面巖石掘進機下線儀式現場

科技部高新技術發展及產業化司原副司長李武強，中國科學院院士程耿東，盾構及掘進技術國家重點實驗室學術委員會委員、中國工程院院士楊華勇，河南省科技廳副廳長馬世民，河南省工信廳副廳長張振宇，中鐵工程裝備集團有限公司董事長李建斌，中鐵隧道集團有限公司副總經理陳建等80余名領導專家出席了TBM下線儀式，盾構及掘進技術國家重點實驗室副主任周建軍應邀出席了儀式。

在全斷面巖石掘進機（TBM）技術研討會上，中鐵工程裝備集團有限公司專題匯報了全斷面巖石掘進機的研究情況、技術特點及依托工程概況，石家莊鐵道大學教授杜立杰、中南大學教授夏毅敏以及科技部原副司長李武強分別做了報告。與會專家學者首先對全斷面巖石掘進機的成功研制表示熱烈祝賀，并認為在我國政府大力支持和領導下，在全體科研工作者的不懈努力下，我國重大裝備制造業將會持續快速發展，進一步打破國外技術壟斷，跨入世界領先行列。

盾構及掘進技術國家重點實驗室學術委員會委員、中國工程院院士楊華勇發言

研討會后，在盾構TBM總裝車間舉行了TBM下線儀式。中鐵工程裝備集團有限公司董事長李建斌在儀式中首先致辭，向長期給予中鐵工程裝備集團有限公司幫助和支持的政府部門、業主單位以及各級專家和各界友人表示感謝，并指出，此臺全斷面巖石掘進機的成功研制是中鐵工程裝備集團有限公司聯合各產學研優勢單位，在相繼完成泥水盾構、土壓平衡盾構、復合盾構、硬巖盾構、雙模盾構、矩形頂管機等大型掘進裝備自主創新自主研制之后實現的又一重大技術突破，將大大提升我國山嶺隧道施工工程的現代化水平，是我國掘進機技術從中國制造向中國創造轉變過程中的重要一步。

中鐵隧道集團有限公司副總經理陳建在儀式致辭中說，此臺TBM是中鐵隧道集團有限公司參與研究的首臺全斷面巖石掘進機，為了保證依托工程的順利實施，此臺TBM采取產學研強強聯合協同創新的模式，合作各方都浸入了寶貴的心血和汗水；作為國內隧道和地下工程領域最大的建筑企業，中鐵隧道集團有限公司將一如既往地堅持“至精、至誠、更優、更新”的企業精神，秉承“能做最難的，要交最好的”企業宗旨，用最好的設備，全力以赴，鍛造精品工程，造福一方人民。

最后，在所有嘉賓的見證下，雙方代表進行現場驗收簽字，并共同推動TBM下線啟動桿。

盾構及掘進技術國家重點實驗室參與研究的首臺全斷面巖石掘進機（TBM）

來源：盾構及掘進技術國家重點實驗室 2015-01-27 

石家莊鐵道大學校企合作 成功研制國產“穿山甲”

在下線車間現場留下難忘瞬間

國產“鋼鐵穿山甲”亮相

記者11日從石家莊鐵道大學獲悉，學校師生為一個好消息歡欣鼓舞——我國首次自主設計制造的大直徑全斷面巖石掘進機(簡稱TBM)在鄭州中鐵工程裝備集團成功下線。“作為校企合作的又一重大成果，該機直徑8.03米，長300米，價值1.5億元，突破了刀盤破巖系統、主驅動系統、支撐推進系統、支護系統、控制系統等關鍵部件和系統的設計制造核心技術，被譽為我國致力于研制的國產“高速列車、大飛機、硬巖TBM”三大標志性裝備之一，即將應用于吉林引松供水工程”。學校杜彥良院士激動地告訴記者。

杜彥良院士提到的“TBM”號稱山嶺隧道“穿山甲”，長期以來我國硬巖TBM完全依賴進口，核心技術受制于國外制造商。為打破這一局面，國家科技部將大直徑硬巖TBM列入“十二五”國家863計劃進行研究。基于石家莊鐵道大學20年來在TBM領域長期研究積累，發揮該校在硬巖TBM理論研究與工程實踐緊密結合的特色和優勢，該校杜彥良院士和杜立杰教授等人成為課題的主要成員和技術專家，并為中鐵裝備研制大直徑硬巖TBM提供了全程技術支持，在TBM總體設計、主參數設計、系統集成設計和主要部件的關鍵結構設計等方面實現多項突破，為成功研制我國“鋼鐵穿山甲”做出了重要貢獻。TBM的研制成功，對我國裝備制造業和隧道施工領域具有里程碑意義，不僅如此，重大裝備TBM的研制成功，也將推動我國機械、液壓、電氣等領域基礎元件的技術升級和產業發展”。杜彥良院士稱。

石家莊鐵道大學黨委書記、校長王岳森表示，TBM大型裝備的研制成功，是學校與企業過去近20年長期在理論研究和工程實踐中消化吸收和總結創新的結果。據悉，石家莊鐵道大學長期堅持“校企合作”的辦學傳統，助力我國施工企業和裝備制造企業在科技創新的大潮中不斷結出了累累碩果。

來源： 長城網 2015-02-11 

石家莊鐵道大學TBM施工技術建功“西藏三峽”

西藏旁多TBM成功始發掘進

日前，在被譽為“西藏三峽”的旁多水利樞紐工程施工中，由石家莊鐵道大學杜立杰教授擔任全面技術指導的TBM(全斷面巖石隧道掘進機)開始全面啟動掘進，標志著我國高原地區海拔最高、最長的輸水洞工程正式拉開施工序幕。

西藏旁多水利樞紐工程是國家重點支持的西部大開發項目之一，是迄今為止西藏最大的水利水電開發綜合項目。該項目輸水隧洞工程位于拉薩市林周縣松盤鄉與旁多鄉之間，貫穿恰拉山，全長16.8公里，開挖洞徑4米，全線在海拔4100米以上，是西藏旁多水利樞紐的標志性工程。工程首次采用TBM施工，是目前世界最高海拔的TBM施工工程。該工程建成后，將結束拉薩河流域沒有骨干控制性工程的歷史，對于改善下游農業灌溉條件、緩解藏中電網供需矛盾、促進當地經濟社會發展具有重要作用。

石家莊鐵道大學大型結構健康與診斷研究所杜立杰教授作為TBM全面技術指導專家，在高寒缺氧的惡劣環境條件下，針對高寒高海拔TBM應用的特殊性，從TBM招投標、合同談判、設計制造、組裝調試、施工技術等進行了全過程、全方位的科技攻關和技術支持。據介紹，全斷面巖石隧道掘進機是目前國際上最先進的隧洞施工機械，具有快速、安全、經濟、有利于環境保護和勞動力保護等優點。這是世界首次在高寒、高海拔地區進行的全斷面巖石隧道掘進機施工，其高原施工經驗將對西藏水利、鐵路、公路等工程的施工具有重要的示范、借鑒作用。

TBM施工技術研究是石家莊鐵道大學的優勢特色學科之一。該校以杜彥良、杜立杰等教授為學術帶頭人的TBM科研團隊，長期從事TBM系統集成設計、監測診斷和施工技術等領域的科研和技術攻關，2006年，以他們為主要參加單位完成的“秦嶺特長鐵路隧道修建技術”,獲得了國家科技進步一等獎和國家重大工程獎。而后,他們又相繼參與了西安至南京鐵路建設關鍵控制性工程——桃花鋪、蘑菇嶺長大隧道的修建,以及長達85公里、直徑8米的世界最長的遼寧大伙房引水隧洞等多項長大隧道及引水隧洞的修建，創建了開敞式掘進機既能掘進硬巖、又能掘進長距離軟弱圍巖的施工技術,并取得了8米直徑TBM月進尺1111米的世界最好成績,破解了多起重大事故隱患，保證了TBM完好率,達到了故障診斷率88%、掘進作業利用率超過40%的世界先進水平。目前該團隊正在承擔有關硬巖TBM的國家863和鐵道部重大科研項目。

來源：長城網 2013-06-18

TBM人生

——記著名TBM專家、石家莊鐵道大學教授杜立杰

全斷面硬巖隧道掘進機（Hard Rock Tunnel Boring Machine-TBM）是機、電、液、光一體化的高技術大型工廠化隧道施工作業系統，具有掘進速度快、安全性高、利于環保、綜合效益高等優點，近年來在我國工程應用迅猛增長。然而，我國TBM技術和人才儲備相對滯后，掌握TBM施工技術的企業還比較少，還未能完全實現TBM自主設計制造。石家莊鐵道大學教授杜立杰18年來一直堅持TBM理論研究與大量工程實踐相結合，為國家重點工程保駕護航，并幫助缺乏TBM施工經歷的企業進入蓬勃發展的TBM市場，成為了TBM技術領域的佼佼者。

攻關秦嶺隧道，成為“TBM黃埔軍校人”

上世紀90年代，鐵道部決定在我國首次自主使用TBM法修建西康鐵路秦嶺隧道，1995年立項了一大批TBM科研課題，召集高等院校和科研施工單位進行研究，其中石家莊鐵道大學承擔了系列科技攻關項目，當時三十歲的杜立杰便成了秦嶺隧道TBM科技攻關的一員。

秦嶺隧道開挖直徑8.8米，長18.46公里，是當時我國最長鐵路隧道。其巖石極為堅硬，石英含量高，并有大量斷層、涌水、巖爆等不良地質洞段。首次采用TBM施工，在TBM選型設計和施工技術上都存在許多未知的難題。為此杜立杰圍繞TBM掘進參數、掘進技術和刀具國產化等關鍵技術進行攻關。

為了給企業提供有效的技術支持，受秦嶺隧道工程指揮部委托，在校領導的組織下，杜立杰作為技術負責人和主譯，與全校50多名各學科專業教師一起，頂著酷暑，夜以繼日，在2個多月時間內，首次翻譯了36卷、1500多萬字的TBM技術資料，印制數十套，發往秦嶺隧道現場，為現場TBM操作、維護和施工提供了強有力的技術支持。

由于相關單位高度重視，給予科研立項支撐，秦嶺隧道1999年成功貫通。此后秦嶺隧道系統地進行了技術總結，發表出版了一批論文和著作，并在2003年獲得了重大工程類國家科技進步獎一等獎。與此同時，圍繞秦嶺隧道TBM課題研究和設計施工，培養了一批TBM技術骨干。這些科技成果和專業人才為后來我國其他TBM工程實施奠定了良好基礎。為此，人們將杜立杰等參與過秦嶺隧道TBM科研和施工的人員喻為“TBM黃埔軍校人”。

技術創新，建功在大伙房水庫輸水工程世界連續最長隧道

2009年，國內外矚目的宏大工程——遼寧大伙房水庫輸水工程勝利竣工通水。該工程主體輸水隧洞直徑8米，長85.3公里，采用3臺開敞式TBM施工，是迄今世界上建成的最長連續隧道。如何使大直徑超長隧洞TBM安全、高效、高精度掘進貫通，需要攻克許多技術難題。

早在2002年，杜立杰就受邀常駐工程單位，帶領20多名技術人員，圍繞大伙房水庫輸水工程TBM系統設計以及出渣通風等關鍵技術進行研究，主持與美國、德國、日本、澳大利亞等TBM制造商半年多的技術交流，并在工程投標、設備招標、TBM設計、組裝調試等提供全過程、全方位的技術支持。在TBM施工攻堅戰中，杜立杰駐扎現場2年多，春節也曾在現場度過，在洞內常常是一身泥水和油污，平時英俊瀟灑的他儼然成了“民工”。

正是源于敢于吃苦、攻堅克難的精神和創新的技術方案，TBM掘進屢創佳績。該工程在國內首次設計使用大功率、長距離（超過10公里）、可延伸、可控起動的連續皮帶機出渣技術，首次使用大直徑19英寸盤形滾刀，首次使用刀盤變頻驅動技術，開發了TBM穿越不良地質洞段施工新技術。在零下30oC寒冬，取得8米直徑TBM最高月進尺1111米；最高日進尺63.5米；連續6個月平均月進尺750米；最高月掘進作業利用率達到60.3%，創造了大直徑TBM在國際上名列前茅的掘進記錄。

在科研和工程實踐中，杜立杰還完成大量TBM掘進數據的采集記錄和分析；總結一整套TBM選型及系統集成設計理論；創建了應對現場復雜問題快速反應的TBM施工組織管理體系；成功探索出一條“校企合作”、無TBM經驗施工隊伍從“空白”走向“成熟”的成長之路。

大伙房水庫輸水工程的成功，對促進我國長大隧洞采用TBM施工起到了巨大示范效應。在隧道貫通慶典儀式上，省水利廳和施工單位領導動情地說：“在這里要特別向石家莊鐵道大學的教授表示感謝，沒有你們的支持，我們今天不會取得這樣好的成績。”

迎難而上，助力首次邊陲、高海拔小直徑開敞式TBM工程

2008年，我國首次采取小直徑開敞式TBM施工的那邦水電站引水隧洞工程開工建設。該工程位于云南西部邊陲中緬邊界，開挖直徑為4.5米，全長10公里，由于工程地處生態環境保護區，必須采取TBM法施工。

然而，云南地區圍巖形成年代較晚，地質條件十分復雜，此前只有雙護盾TBM施工失敗的教訓，還未有TBM成功貫通的案例。并且該工程開挖直徑小，布置空間有限，圍巖為抗壓強度高達220MPa以上的極硬巖，同時遭遇多段極軟大變形的圍巖泥化蝕變帶、斷層、涌水等嚴重不良地質洞段，給TBM設計和施工都帶來很大技術難題。為此，施工單位慕名特邀杜立杰主持“復雜地質小直徑開敞式TBM設計施工關鍵技術”的攻關項目，同時主持工程全過程的TBM選型設計、監制、組裝、招投標、技術商務談判和施工技術研發。

杜立杰駐扎邊陲大山深處2年多，常常在半夜被電話召到洞內處理TBM故障和施工技術難題。為確保安全，在80多噸TBM核心部件經6公里盤山便道運抵現場艱難行進中，杜立杰從早至晚歷經10個小時爬山跟隨運輸車，被大雨全身淋透。在暴雨連綿的熱帶雨林氣候下，采取特殊技術措施，創造了38天完成TBM及后配套組裝調試的快速組裝記錄。

在TBM設計施工關鍵技術攻關中，通過對TBM及其后配套系統的創新設計，研制TBM施工配套新裝備，開發應用TBM通過軟弱蝕變帶圍巖施工新技術，解決了極硬、極軟圍巖等復雜地質條件下小直徑開敞式TBM施工技術難題，確保了TBM安全高效地貫通隧洞，贏得了國外TBM專家的敬佩，獲得國家專利6項，為企業創造了數千萬元的直接經濟效益，首次為我國小直徑開敞式TBM設計施工積累了技術經驗和成果。

有了那邦水電站工程成功經驗的鋪路。2013年6月10日，隨著西藏自治區政府領導的一聲指令，西藏旁多水利樞紐工程高海拔小直徑開敞式TBM也成功進入始發掘進。

西藏旁多水利樞紐工程是迄今西藏最大的水利水電開發項目。該項目輸水隧洞直徑4米，長16.8公里，海拔超過4100米，是我國西藏高寒高海拔地區首次使用TBM施工，是世界最高海拔TBM施工工程。

又是一座難以翻越的高山，杜立杰并沒有望而卻步，作為受邀TBM技術專家，他針對高寒高海拔TBM應用的特殊性，在TBM系統集成設計以及出渣、運輸、通風等配套裝置系統設計上給出了優化的技術方案，從TBM招投標、合同談判、設計制造、組裝調試、施工技術等進行了全方位的技術支持；在TBM現場組裝和試掘進期間，在高寒缺氧的惡劣環境下，他3個多月駐扎海拔4100多米的工程現場，每天胸悶氣短、消化不良、難以入眠，體重下降20多斤。“苦心人，天不負”，TBM成功進入掘進階段，這將為我國乃至世界高寒高海拔地區應用TBM提供新的經驗和技術成果，為其他高海拔水利水電、交通、國防等隧洞工程起到示范作用。

科研與工程相互依托，走“實踐-理論-實踐”的學術路線

做事一向認真負責的杜立杰，擅長技術與商務、設計與施工、設備與工程等整體把握，注重理論分析與實踐經驗緊密結合，廣受工程單位的好評。在18年的歷程中，他受邀參與了我國80%以上硬巖TBM項目的科技攻關或技術支持。

經過不同特點頂級工程的不斷實踐，杜立杰收獲頗豐。針對我國長期以來存在課題申報和研究嚴重脫離實際、科技成果轉化率低等弊端，他不圖虛名，不急功近利，瞄準國家科研政策導向和巨大的市場需求，以重大工程為依托，默默研究積累，在實際工程中尋找科學問題和技術難題，擺脫數學模擬和物理模擬與實際情況巨大差異的弊病，將每個不同地質、不同直徑、不同類型的實際TBM工程作為1：1測試現場，直接從現場大量獲取數據進行建模，攻克現場技術難題，總結提出理論方法，將理論成果再回歸指導其他工程實踐，走出了從實踐到理論、再從理論到實踐的科研路線。

杜立杰還將重大工程科技攻關和國家立項課題相結合，主持了鐵道部縱向重大科研項目“長大隧道TBM施工技術和配套裝備研究”，承擔了有關硬巖TBM國產化研制的國家“863”項目，以及TBM與巖石相互作用基礎研究的國家“973”項目等。企業的橫向課題與國家的縱向課題相互促進，使得他同時具備了現場測試、數據獲取和深化理論研究的有利條件。

在這條愈加寬廣的科研和工程實踐相結合的大道上，杜立杰是迄今歷經TBM重大工程規劃立項咨詢評審，主持硬巖TBM科研、TBM施工方案、TBM選型設計、TBM工程投標書編制、技術商務談判、多年駐TBM現場技術攻關……TBM工程關鍵環節全過程的高校唯一教授。同時，杜立杰還為我國TBM施工企業培訓授課，講授內容涉及TBM原理、設計、施工等各個方面，培養了TBM領域一大批年輕工程師和研究生。因他授課內容廣泛，結合實際案例，生動精彩，而廣受歡迎，被譽為“中國TBM首席講師”。

杜立杰是我國僅有的幾位長期駐扎TBM工程現場第一線從事科研的教授之一，在國內外TBM工程領域同行中享有很高的聲譽和知名度。他2002年獲得河北省科技進步獎一等獎，2005年獲得國家科技進步獎二等獎，2011年出版了“十一五”國家重點規劃出版圖書有關TBM設計施工系列專著，在國內TBM領域的研究獨具特色和優勢。

然而，累累的碩果，并沒有牽制住杜立杰前行的腳步。“而今遼寧、吉林、山西、新疆等重大TBM工程仍閃現著杜立杰奔波忙碌的身影……

專家簡介

杜立杰，石家莊鐵道大學教授，留美學者，石家莊鐵道大學TBM研究室主任，國家重大工程評估咨詢專家。他長期從事TBM領域的科研和工程實踐，堅持“實踐-理論-實踐”的學術路線，被眾多企業聘請為TBM技術咨詢專家、TBM投招標專家、TBM對外技術商務首席談判專家；他多年來常駐TBM施工現場，為西康鐵路秦嶺隧道、遼寧大伙房水庫輸水工程、遼西北供水工程、云南那邦水電站工程、錦屏二級水電站工程、西藏旁多水利樞紐工程等我國重大工程TBM選型設計、監制、組裝、步進、始發、施工、維護保養與監測診斷、投招標、技術商務談判、培訓等進行了全程、全方位的科技攻關和技術支持；他主持了鐵道部有關TBM施工技術重大科研項目，參加了TBM基礎研究和國產化研制的國家“973”、“863”課題，獲得2005年國家科技進步獎二等獎和國家級教學成果獎一等獎。

來源：科學中國人 2014年第1期