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奋战地层深处的地下空间15载，创新实干带领团队成功入选国家重点领域创新团队，荣获国家专利奖、科技进步奖等多项国家级荣誉，脚踏实地、恪尽职守、永远在前，他就是盾构及掘进技术国家重点实验室执行主任孙振川，他就是创新奋战在地下空间的一面旗帜。

央视采访孙振川负责施工的厦门翔安隧道1攻艰克难 穿江越海创奇迹

2005年，筹划十年的我国首座大断面海底隧道——厦门翔安隧道开建，这是一项规模宏大的跨海工程，地质异常复杂，施工难度世界罕见，当时有能力修建海底隧道的国家屈指可数，而我国从没有修建此类高风险工程的经验。面对挑战，该如何啃下这块“硬骨头”？

经过激烈竞争，孙振川通过了层层竞聘，担任中铁隧道局集团厦门翔安隧道工程项目部经理，成为这项集技术性、风险性与挑战性于一身重大工程的项目负责人。

翔安海底隧道需先后穿越8条风化深槽和多条风化囊，深槽地下水和海水直接连通，地质条件极其复杂。来自挪威和日本的隧道专家察看了地层结构后摇头说：“这个工程是海底隧道钻爆法修建的禁区，我们从来没有遇到过。”

外国专家的否定，并没有让中国团队退缩，反而更激起了孙振川的斗志：外国人干不了的，咱中国人一定要做成。带着这样的决心，孙振川带领技术团队，日夜坚守在施工现场，锲而不舍进行研究实验、技术创新，创造了一个个“海底奇迹”。

在浅滩土层、全风化土层、复合地层施工阶段，看到传统的CRD工法掘进进度缓慢、地层变形及地表沉降大，孙振川就开始琢磨，有没有什么方法能够控制变形、提高效率？历经不断的研究、试验，最终对传统工法进行了创新优化，使工作效率由最初的每月30-40米，提高到每月80米；地表沉降由最初的20厘米，降低为3厘米。

进入到海底，最艰难的部分是如何安全通过海底风化深槽及岩石破碎带。“这是一段极不良地质体，就像夹心饼干一样，两边是岩石，中间却和海水连通，夹杂着泥、沙，一旦发生垮塌、漏水，海水将滔滔不绝涌入隧道，不仅整个隧道功亏一篑，还会造成巨大的人员伤亡和国家财产损失。”孙振川说。当时国内外都没有类似技术和经验可供借鉴，孙振川决心做第一个“吃螃蟹”的人。他带领技术团队日夜泡在施工现场进行技术攻关，组建攻克地下工程难点的“特种部队”，最终确立了“探、堵、挖”的施工理念和防止突涌水为核心的技术体系，安全顺利地穿越了第一个风化深槽，并在全线工程推广应用。

再完美的方案也会有意外，在一次开挖过程中，海水突然从海平面70米以下的掌子面裂隙，以50立方米/小时的速度喷泻而下，几乎把掌子面击穿。面对险情，孙振川临危不乱、沉着应对，迅速启动应急预案，组织项目300多人投入抢险，边排水边封堵，经过两天三夜的不间断作战，终于将汹涌的海水制服。几天没合眼的孙振川，走出海底隧道时胡子拉碴，好像一下子老了好几岁。“当时已经开工两年了，如果堵不住，整个隧道将毁于一旦。”现在说起来，他还是心有余悸。

不经历风雨，怎能见彩虹。通过一系列科研攻关，孙振川带领的团队不辱使命，积极攻克了富水全强风化软硬不均地层大断面浅埋暗挖施工、浅滩段强透水砂层施工、海底与海水直接连通风化深槽施工三大技术难关，接连解决多个“世界性难题”，在我国第一条海底隧道建设中写下浓墨重彩的一笔，更是为今后更多海底隧道工程的建设提供了宝贵经验。蛟龙潜海过，天堑变通途，翔安隧道在我国交通史上具有里程碑意义，而孙振川团队在建设过程中的技术优化、创新，对于我国海底隧道的建设水平同样具有开创性的推动作用。

在翔安隧道建设中的出色表现，使孙振川团队多项技术成果受到了业界广泛认可，通过技术优化、创新，构建了跨江越海隧道成套设计施工理论与方法等关键技术体系，成果填补了国内外多项技术空白，先后荣获河南省科技进步一等奖、中施协科学技术特等奖、中国中铁青年创新一等奖、国家科技进步二等奖等多项奖励，为青岛胶州湾海底隧道、湘江营盘路穿江隧道、厦门第二西通道等9座总长50.9km的跨江越海隧道提供了强有力的技术支撑，节约投资15.6亿元。孙振川个人被授予厦门市“突出贡献个人”、厦门市五一劳动奖章、福建省劳动模范等荣誉称号。

2开拓创新 增益创效展作为

2009年，顺利完成翔安隧道建设任务后，孙振川就任中铁隧道股份有限公司总工程师岗位，全面负责公司的技术管理和科研创新工作。

隧道股份承担的大多为“重、难、新、险”项目，技术覆盖面广、技术难度大。肩负起这份沉甸甸的责任后，孙振川一直奋战在施工一线，致力于服务和指导现场技术及针对技术难题的科技攻关工作。

上任伊始，恰逢公司承担的甘肃引洮总干渠7＃隧洞TBM项目开始掘进。前4个月项目进展顺利，共掘进2135米，月均掘进579米；但自2010 年4月20日起的近半年时间内，TBM遭遇三次卡机，施工遇到了困难。

哪里有难题，哪里就是战场。接到项目报告后，孙振川立即带领公司技术创新团队奔赴现场，沿线踏勘，就地开展了基于岩层产状的TBM合理掘进方向课题研究。通过理论分析、数值模拟、室内实验验证等研究手段，孙振川和团队找出了不同岩层产状和掘进方向对于卡机的影响规律，并在业主支持下果断调整掘进方案，由出口掘进改为整机搬迁至进口掘进，最大化的规避了卡机风险，实现了最高月进尺1868米记录，平均月进尺达1308米，取得了良好的社会经济效益。

2010年，公司中标下穿湘江的长株潭城际铁路Ⅰ标。该工程位于长沙火车站及周边繁华城区，部分线路需要多次上跨既有运营铁路及大面积的地面拆除，施工风险巨大，受制于各种因素，工程迟迟未能正常推进，工期压力和工程成本急剧增大。

面对这一困境，孙振川又一次带领公司专家和技术创新团队成员赶赴现场，认真沿着线路探勘周边环境，补勘地质。他果断提出，将工程最为困难的2500米线路由地面路桥改为地下盾构隧道，大大降低了工程风险。仅此一项，就产生经济效益约2.45亿元，节省项目成本上亿元。

引大济湟TBM脱困、引红济石TBM改造及破碎地层施工、兰渝木寨岭隧道软岩大变形段施工、西安地铁盾构脱困、引汉济渭4号井断层破碎带及突涌水、引松供水软弱破碎地层施工、天津地铁安全穿越瓷房子、北京地铁盾构卵石层施工、郑州地铁2号线国基路换乘站施工及渗漏水防治等……在任公司总工程师期间，孙振川先后解决了一系列技术难题，有力保障了公司施工生产的正常进行。

12年的任期内，他平均每年要针对现场技术难题提供指导、攻关或组织召开各种技术专题会40余次，每年获得各层级科技进步奖8~10项，有力推动了隧道股份的技术优势特别是盾构TBM技术优势在行业内遥遥领先。

孙振川牵头开发的盾构TBM工程大数据云平台3

志存高远 智能盾构谱新篇

荣誉不是终点，科研没有止境， 2017年，孙振川从集团公司科设部部长岗位调任盾构及掘进技术国家重点实验室执行主任，再一次在科研创新道路上整装出发。

这次，他将目光投向科技最前沿——大数据与人工智能，牵头组建了“盾构TBM工程大数据云平台开发及应用”科研团队，研制了集智能监控、数据分析、协同管理及大数据应用于一体的盾构TBM工程大数据平台，让盾构TBM与信息技术“牵手”。

如何才能连接到盾构机的神经中枢，把盾构机数据实时采集回来？如何将数据解析出来，并统一数据格式？如何实现数据的传输、分类存储和编码？要采用什么设备，以及如何保证设备的可靠性，安全性……这些“拦路虎”，一一摆在了盾构TBM大数据平台研发面前。

“没有金刚钻揽不来瓷器活，依靠国外技术提取数据，成本高，又存在很大的不确定性，将来即使上了大数据平台，核心还是掌握在别人手里，为他人做嫁衣。”孙振川对此有着清醒认识。2018年，孙振川多次召开会议，强调自主开发掘进机采集终端的重要性和急迫性，并亲自挂帅盾构TBM工程大数据平台研制课题，组织科研攻关。

盾构机的神经中枢就是部署在盾构上的上千个传感器，包括光敏传感器、声敏传感器、气敏传感器、化学传感器、压敏、温敏、流体传感器等，分别对应人类5大感官器官，要把这些信息快速、准确的采集上来，难度相当大。针对这一技术难题，孙振川组织科研人员认真研究盾构机各类数据，安排研发人员各个突破，硬是在这道难关上打开了一条通道。

技术有了，实际研究过程中更大的挑战，是如何对提取的数据进行解析、清洗、去噪、编码。“因为盾构机各厂家各型号的PLC参数表述方式都是不同的，直接对每个盾构采集存储，将会导致每个盾构在数据池里都是一个孤岛。”最终孙振川下定决心，要编制统一的数据字典，制定数据采集标准，为将来大数据分析挖掘提供了基础。

在采集终端选型设计上，孙振川也高度重视设备的可靠性和安全性。为了不打扰现场施工，团队安排在晚上12点后进行采集设备上线测试，他亲自坐镇，陪同研发人员加班盯在测试现场，连续干了3天，困了就靠椅子上眯一会再接着干，全天分析采集终端运行情况，确保采集设备功能达到预期目标。

当时，孙振川的儿子马上就要参加高考，做父亲的理应在这个时候多陪伴，但由于大数据研发正进入集中攻关时期，孙振川连续一个多月都呆在实验室坐镇指导，没能在儿子人生这一关键时刻尽到一个父亲的责任……每每想到这里，这位平时雷厉风行、果敢坚毅的北方大汉总是眼睛一红，从心里感觉愧对家庭、愧对孩子太多，但随之又微笑着说，“咱们搞工程的不都是这样嘛。”从进入单位的第一天起，他就已经在行动上践行了“舍小家、顾大家”的奉献精神。

在孙振川的倾力指导和奉献精神鼓舞下，实验室创新团队最终成功研发出了被称为“黑匣子”的具有自主知识产权的掘进机采集终端，经过2年多的推广应用，已经接入了200多台盾构，并延伸到以色列、新加坡等国外市场，构筑起了行业内接入掘进机的最大平台，有力引领了行业技术进步，为大数据平台建设和智能掘进研究奠定了坚实基础。

其中，中铁隧道集团于2016年7月承建开工的“世界超级工程”苏埃通道项目，成为大数据平台建成后的一场经典“秀”。这项工程为国内首条位于8度地震烈度区的海底隧道工程，双向六车道，是国内目前最大直径的跨海隧道，其施工难度堪称世界级。

如何利用好盾构TBM大数据平台辅助施工？实验室盯紧这一工程启动了科研攻关。项目实施期间，孙振川每天都会先在盾构手机APP上关注现场施工情况，为了提升科研力量，孙振川安排专人分析大数据平台上采集的盾构施工参数，并创造性提出要构建兼顾高效破岩、刀具结构安全、姿态可控和地层稳定的掘进参数控制体系，指导现场制定专项施工方案。

经过几个月的探索，孙振川和研发人员反复研究盾构大数据平台各项数据，终于找到掘进参数控制规律，在现场得到了验证，实现了国内首次无辅助工法前提下超大直径泥水盾构直接掘进通过高强度花岗岩基岩突起地层，开创了超大直径盾构施工技术新方向。

截止2019年底，盾构TBM大数据平台已接入包括以色列、马来西亚等国内外盾构TBM施工线路220多条，预测风险1500多次，纠正不当施工行为800余次，创造经济效益2.54亿元，成果先后获工信部大数据示范试点项目、百家大数据优秀案例、河南省科技进步二等奖等多项荣誉，极大提升了盾构TBM智能化水平，推进了盾构TBM技术智能化发展。

孙振川在人民大会堂庆祝“五一”表彰大会现场4

使命担当 高端制造展风采

为解决国产盾构设计制造瓶颈问题，提升重大装备自主创新能力，孙振川带领团队联合高端装备制造企业，先后研制出了世界首台超大断面矩形盾构、世界首台马蹄形盾构，突破了超大异形全断面开挖、异形多曲率管片拼装等难题，推动了我国盾构TBM设计制造水平迈入了国际先进行列，促进了国产盾构市场占有率从2012年不足25%发展到如今的95%以上，并成功进入意大利、丹麦、法国、以色列、马来西亚等18个国家和地区。

其中，孙振川率领团队依托承担国家“863”、“973”等项目，联合研制出的世界最大矩形土压平衡掘进机，是推动我国盾构技术创新发展的一个里程碑。

“中州大道是交通大动脉，不能中断，所以传统的明挖暗埋法首先被否决掉了。由于施工地点环境复杂，有可能引起路面坍塌或管线破损，暗挖施工的风险很大，暗挖法也被否定。”孙振川介绍说，比较理想的施工方案是顶管法，但由于项目隧道是双向四车道，顶管的宽度要达到10米25，高度要达到7米65。“当时国内的顶管直径都是7米，达不到技术要求。”

经过权衡，郑州市建委最终选择了顶管法施工。“政府是想通过工程，促进国内在盾构技术创新和工法方面有所创新和突破，这既是对我们的期望，也是对我们创新能力的一次考验。”孙振川说，面对任务，实验室创新团队充满了责任感，也感受到了不小的压力。

设计一个超大直径的矩形盾构，刀盘怎么布置？如何减少掘进盲区？触变泥浆怎么配置？决定参数怎么控制？这些对于孙振川和团队来说都是创新课题。为了尽可能减少矩形断面上刀盘刀具的切削盲区，团队采用了6刀盘布局，为了保障大直径盾构的推进力度，团队为设计了双螺旋输送机推进装置，成为该课题的两大创新点。2013年12月13日，世界最大矩形盾构在郑州下线，长10.42米，高7.57米，在设计技术上突破了六刀盘复合开挖联合控制技术等多项关键技术难题，标志着我国在矩形盾构技术领域已处于国际领先地位。

研发创新离不开实践检验。在工程施工的前三个月，孙振川率领团队绝大部分时间都泡在工地上，即时解决了双螺旋输送机平衡推进准确性、触变泥浆配置、渣土改良系统优化等一系列突问题，不仅确保了工程施工的顺利推进，也为我国立体交通隧道建设成功探索出了一套优秀的装备和工法技术，对国内大城市主干道下穿隧道建设产生了积极的示范效应，还顺利推动了这项成果走出国门，在新加坡、马来西亚等国家和国内一些省份的立体交通项目成功运用，产生了良好的经济社会效益。

不忘初心、牢记使命。在地下空间创新奋战15载，孙振川为我国盾构及掘进技术的创新发展作出了重大贡献，他带领的团队在科技部首轮5年企业国家重点实验室评估中获评优秀(河南省唯一)。孙振川个人也先后获获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步奖20余项，省部级工法10项，发明专利26项，发表论文20余篇；被聘为住房城乡建设部绿色专家委员会委员、中国爆破行业专家库专家、中国中铁专家,享受国务院政府特殊津贴；2016年当选第九届科协代表。

习近平总书记在河南考察时强调：“要加强自主创新，发展高端制造、智能制造，把我国制造业和实体经济搞上去，推动我国经济由量大转向质强。”作为新时代中国地下空间创新发展的驱动者，孙振川表示，自己将会始终牢记总书记嘱托，扛起推动地下空间创新发展的责任和担当，为实现伟大的“中国梦”贡献力量。

中国中铁职工新媒体兴趣协会 出品

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供稿 | 中铁隧道局工会

编辑 | 刘崟蒂（中铁八局）

校审 | 朱成亮