［本站讯］“踏实、努力、有冲劲”，是山东大学齐鲁交通学院副院长李利平教授对山东大学岩土中心轨道交通科研小组的评价。李利平教授在济南轨道交通集团限公司挂职副总工程师，也是轨道交通科研小组的核心成员之一。

轨道交通科研小组于2016年组建，以产业需求为导向，坚持“产-学-研-用”紧密结合，致力于成为轨道交通研究机构和技术转化示范基地，着重解决轨道交通重大技术难题。“过去几年，我们无数次的做实验、写材料、整理PPT，攻关几乎成为常态”。从成立到现在，科研小组围绕地铁合作的科研合同超过千万。

联合成立研究院，聚焦解决轨道交通技术难题

2018年5月，山东大学、济南轨道交通集团、中铁十四局集团、中车青岛四方机车车辆股份有限公司联合成立了山东轨道交通研究院，旨在充分发挥企业为主体、院校为支撑，推进产学研用紧密合作、加快科技成果转化的重大举措，建成轨道交通科研高地，为推动济南地铁建设及山东轨道交通产业发展作出贡献。

山东大学和济南轨道交通集团等联合承担了山东省重大工程创新项目，围绕超大盾构进行科研攻关，申报并获批了2019年度山东省重点研发计划（重大科技创新工程）《超大断面隧道智能一体化盾构机关键技术与装备产业化》，目标是研制超大、异型断面隧道智能一体化掘进机等先进轨道交通建设装备，实现产业化，提升我省轨道交通建设高端装备产业竞争力。其中，山东大学负责课题中的“超大直径盾构-土岩-隧道结构动态作用机理”。

盾构法具有高安全性、高可靠性的特点，不受天气和气候等因素影响，施工过程自动化作业，效率高，施工劳动强度低，对地面等影响很小，特别是在地铁工程中，具有安全、技术和经济方面的巨大优越性。超大直径盾构隧道一般应用于轨道交通、公路、市政等合建项目。近十年来，随着我国城市化进程的发展以及交通需求量的增长，14米及以上直径是当前的主流，可以满足双层4/6车道或单层3车道需求。

山东大学与济南轨道交通集团联合申报了2020年度山东省重大创新工程《盾构高端智能信息化装备研发及产业化》，针对盾构隧道面临的系列核心难题，研究盾构装备的系列智能化和信息化的综合性技术，研制高端智能信息化的盾构装备。

同时，轨道交通科研小组针对济南地铁建设需大量穿越富水岩溶区难题进行了攻关，研发了钻孔式激光成像仪，实现了溶洞的形态、大小、体积及赋存状态的定量化获取、数字化表征及可视化重构，并在济南地铁R2和R3线成功应用，探明了多处溶洞灾害源，确保了地铁的安全施工。

聚焦科创资源，推动地下工程智能化发展

2019年，山东大学、济南重工集团有限公司、济南轨道交通集团有限公司联合成立了轨道交通协同创新中心和机器人协同创新中心，拟在建设期内（2020-2022）突破五大核心关键技术，形成三套高端智能装备与一套智慧平台，推动地下工程智能施工装备及技术的进步。

山东大学作为研发主体，精准对接济南地铁发展战略需求，聚焦高端智能装备，力求解决实际问题、取得实际效果。地铁科研小组研发的第一类机器人——地下工程巡检机器人，已经投入使用。地铁在施工和运行的过程中会出现一些问题，地下工程巡检机器人可以代替人进行每天巡检，检查管片的姿态、有无开裂、有无渗漏水等，并将信息实时传到后台，操作人员可以随时接收到盾构管片质量的详细动态信息。第二种巡检机器人是针对已经开通运行的地铁（如济南地铁R3线），它的巡检时间只能在晚上地铁停运之后，除了巡检外边边墙有无渗漏、开裂外，还要对轨道的平整性等信息进行全方位巡检，但是这种机器人可以在轨道上滑行进行巡检，“巡检机器人在施工、交工验收以及运营等各阶段，可以让我们清晰的掌握地铁的状态，对地铁工程的质量进行掌控。”

“我们在做的第二类机器人叫盾构刀盘检测机器人。刀盘是盾构的主要工作部件，不同的地质地层应对刀盘的影响和损耗是不一样的……”济南地势南高北低，水流顺势而下，高差达500米左右。济南的南部山区地层结构多为石灰岩，可溶性灰岩，经过多次构造运动和长期溶蚀，成为能够储存和输送地下水的脉状地下网道；济南市区北部为闪长岩，不透水岩层，岩质坚硬。由于刀盘工作的时候像是“牙齿”在往前“啃”，所以突然碰到一个很硬的石头或者“啃”空了，对刀盘的压力就很大，容易坏，因此科研小组希望能拿出一些技术来，探明前面的施工状况，比如遇到很硬的固石，从地表钻孔下去把它打碎，减少刀盘的耗损。“刀盘检测机器人做好了，能够规避很多风险，一次开仓的代价非常高，需要专业人士才能进去换刀，刀盘里面带压压力很大，很容易出现风险，所以刀盘检测机器人就像医生一样，先进行检测，再进行换刀盘，能够提前获取准确信息，精准更换”。

“机遇与压力并存，我们要做得更多”

山东大学岩土中心团队是专业做隧道的，济南的老虎山隧道、龙鼎隧道、港沟隧道、浆水泉隧道、大岭隧道、小岭隧道都有参与。后来济南地铁开始建设，团队把重心和精力转移到了济南地铁，轨道交通科研小组就是在这样的背景下成立的。

“隧道和地铁虽然都是地下的一个空洞，但是也有很大的区别，比如说都打完了以后要给它披上‘衣服’，但是披‘衣服’的顺序、层次、质地都不一样，这就造成了这两种工程在施工过程中会面临不同的问题”。济南老虎山工程（济南绕城高速济南连接线控制性重点工程）所在的方位，和济南地铁的方位很近。“这个地方是有一个坡度的，在做隧道的时候我们就注意到了，它离浆水泉很近，而济南地铁施工段所处的方位更低，所以地铁在施工过程中遇到的泉水一定更多”。在围绕保泉的技术攻关中，“大家都非常努力的去做这件事情，老师和学生时刻保持战斗状态，只要一有工程问题就到现场，取回重要数据进行分析研判，解决实际问题。”

轨道交通科研小组还把在隧道技术上的优势用到了地铁，并在局部方向达到了领先水平，比如钻孔式的精细探测，是专门为保泉服务的，也是保泉的关键技术。机器下到地面后，如果空洞是空的，会有两种方法，配合进入到地下能够把突发的形态提取出来。但是如果里面是淤泥、浑水，怎么办？“我们进行了大量试验，做了另外一套装备，装备的头伸进去后可以像伞一样打开，可以穿透淤泥，碰到岩石壁就回来了”。

“十九世纪修路，二十世纪建桥，二十一世纪开发地下空间”，是基础交通建设行业流传的一句话。轨道交通科研小组就是地下空间的探索者，作为一个刚成立的新团队，团队成员不断克服技术困难，积极攻关，取得了很多成果，逐渐有了自己的声音，“我感觉是信心与压力并存，在同一个平台上去竞争，需要更加努力，我们要做的更多，才能慢慢赶超别人”。团队核心成员王旌副教授如是说。

产教融合，协同育人，培养高素质复合型人才

齐鲁交通学院立足学科特色，坚持理论联系实际，鼓励导师做“脚上沾满泥土的教授”，从工程实践中凝练科学问题，让研究生在解决实际工程难题中成长，成为具有创新精神和实践能力的高素质复合型人才。

学院建立了“12+6”模式科研实践教学体系，即硕士生、博士生在校期间参与科研实践教学分别不少于12个月和6个月，形成了突出工科特色的产学研紧密结合的科研实践教学体系。“12+6”模式以解决实际问题为导向，让学生在导师的指导下，结合工程科研现场的实践难题，开展科研攻关。

作为齐鲁交通学院研究生培养的重要力量，突出产教融合、科教融合也一直是轨道交通科研小组坚持的理念，“学生来到课题组后，会先让他们去现场呆一段时间，熟悉、了解工程中会遇到哪些问题，我们根据工程情况，制定详细的试验方案，开展试验，最后形成试验结果对工程进行指导，这些过程学生也会参与其中”。王旌副教授说道。

由于白天工地施工，路上有行人，所以科研小组的探测以及解决工地技术问题的时间都是在零点以后，地下环境非常潮湿，但是只要一有问题，老师和学生都会及时赶到现场。“5+2”“白+黑”的工作节奏成为师生的常态。通过现场实验室、现场课堂等教学环节和举措，让学生对所学知识有更清晰的应用认识。“在现场我们可以了解到真实的工程情况和现场出现了问题需要我们做什么，通过现场问题的解决对理论的进行深化和创新，”2017级博士研究生张益杰说道，“产学研模式能够让我们把所学的理论应用到实践中，并在解决工程问题中进行深化，在深化过程中进行创新，这是一种良性循环，让我们有能力去解决更难的问题”。在轨道交通领域，科研小组的学生们还参与了山东省的重大项目和济南地铁的企事业课题研究，并且都要深入现场和盾构生产车间，让所做的研究有所依、有所用。

此外，学院聘任企业技术专家作为校外合作导师，与本校导师组成导师团队共同指导学生，师生联合攻关，教学相长，从师资上保障了学生实践教学培养水平。同时，山东大学还和济南地铁联合承办了盾构技能培训，邀请国内外的学者和工程师进行授课，科研小组的研究生也全程参与学习，以便更好地开展科研工作，从工程实践中凝练科学问题。

“您是怎样看待服务济南战略的？”面对这样的提问，李利平教授给出了答案：“服务济南就是服务山东，服务济南地铁就是服务山东的轨道交通。下一步我们要聚焦到小直径盾构的高端智能化和大直径盾构的关键技术上，解决更多的轨道交通建设面临的工程难题，让更多技术成果转化落地。”在轨道交通科研小组看来，带着真心、带着感情、带着责任，扎根研发一线，精准对接行业需求，或许就是对服务济南战略最好的回答。

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