1997年，市政集團(tuán)四公司開(kāi)始接觸盾構(gòu)施工，后來(lái)裂變出的市政集團(tuán)四處則承襲了其隧道施工板塊，于1999年承接了華北地區(qū)第一個(gè)盾構(gòu)工程——亮馬河污水截流工程，2003年承接了第一個(gè)地鐵盾構(gòu)項(xiàng)目——北京地鐵5號(hào)線18標(biāo)。2004年，四公司重新組建盾構(gòu)板塊，承接了北京地鐵10號(hào)線一期09標(biāo)，用一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)完成了四個(gè)區(qū)間的掘進(jìn)，憑借優(yōu)質(zhì)服務(wù)贏得業(yè)主一致好評(píng)，打響了知名度。

經(jīng)過(guò)四公司和四處多年現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，市政集團(tuán)清晰認(rèn)識(shí)到盾構(gòu)高效掘進(jìn)的一個(gè)重要前提——了解地層的脾氣與秉性。

談起盾構(gòu)時(shí)，市政集團(tuán)四公司副總經(jīng)理、總工程師鄭仔弟習(xí)慣用“推”字來(lái)表示“掘進(jìn)”，這個(gè)“推”字讓人聯(lián)想到了中國(guó)傳統(tǒng)的太極推手——雙方在角力中互相理解，在理解后更好發(fā)力。在了解了他們?cè)诓煌貙邮┕さ墓适潞?，我們更容易理解這個(gè)“推”字背后所表達(dá)的含義。

市政集團(tuán)四處是最早一批接觸北京地區(qū)有代表性的卵礫漂石地層的施工單位，合作的日本盾構(gòu)機(jī)制造商在上世紀(jì)70年代率先提出土壓平衡，并一直沿用大開(kāi)口率刀盤(pán)，這種理念對(duì)攻克卵礫漂石地層掘進(jìn)難題發(fā)揮了重要作用。

北京地鐵9號(hào)線03標(biāo)那段“熬鷹”般的日子，至今仍令鄭仔弟記憶猶新。該標(biāo)段剛開(kāi)始施工時(shí)，盾構(gòu)開(kāi)挖面出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，他們挖了豎井下去查看，發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)刀盤(pán)刀具合金破碎嚴(yán)重，扭矩接近極限，這說(shuō)明刀盤(pán)是在用蠻力切削地層，而不是更“理智”的剝離。因?yàn)槎軜?gòu)施工難度極大，其他標(biāo)段紛紛把工法由盾構(gòu)施工變更為暗挖施工，只有市政集團(tuán)直面困難，堅(jiān)信自己能夠順利完成盾構(gòu)掘進(jìn)，堅(jiān)持盾構(gòu)工法不變更。

為解決問(wèn)題，他們廢寢忘食，深入研究地層特性，重新選取刀具形式、進(jìn)行刀具布置，調(diào)整改造方案，在前300米掘進(jìn)中不斷優(yōu)化改進(jìn)，終于在第三個(gè)100米的時(shí)候，掘進(jìn)狀態(tài)趨于穩(wěn)定，掘進(jìn)速度保持在理想水平。

在改進(jìn)方案的過(guò)程中，還有一個(gè)偶然促成必然的故事。某天，操作手發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的扭矩變得很?。ㄅぞ匦∫馕吨蜻M(jìn)比較順利），而此時(shí)，在距離刀盤(pán)不到10米的地方，正在做人工挖孔樁的加固，這需要一邊鉆一邊向地層內(nèi)注水。他們因此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵，即在無(wú)水砂卵石地層中進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，注水可以起到意想不到的潤(rùn)滑作用，改變掘進(jìn)面的地層特性，降低土層致密性，實(shí)現(xiàn)與日本企業(yè)秉持的“剝落”理念異曲同工的掘進(jìn)效果。這一發(fā)現(xiàn)讓鄭仔弟和同事們對(duì)地層的理解更加深刻，促進(jìn)形成了混合注入方法——泥漿、水和空氣通過(guò)一個(gè)注入口注入并通過(guò)空氣使之?dāng)U散得盡量遠(yuǎn)，從而讓地層變得更“溫馴”，讓掘進(jìn)更加高效。

經(jīng)過(guò)幾代人的積累，市政集團(tuán)對(duì)地層和土壤的理解越來(lái)越透徹。在砂卵石地層應(yīng)用“松動(dòng)-注入-剝離-打散”的掘進(jìn)方式、主動(dòng)采用無(wú)軸螺旋、率先并堅(jiān)持使用雙液漿……經(jīng)過(guò)總結(jié)、提高、再總結(jié)、再提高，市政集團(tuán)的卵礫漂石地層盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)爐火純青，在其他類型的地層掘進(jìn)中，也逢山開(kāi)路、遇水架橋，攻克了眾多難題。

2015年，市政集團(tuán)四公司承接了重慶龍溪變電站電力隧道工程。干著干著，他們發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的刀都失效了，滾刀偏磨、斷刃、刀具不轉(zhuǎn)等問(wèn)題接踵而至。

據(jù)時(shí)任項(xiàng)目經(jīng)理鄭仔弟介紹，巖層有好幾種不同的難點(diǎn)，有泥土膠結(jié)形成的泥巖，也有純粹的砂巖，它們自身強(qiáng)度不同，需要用不同的“招式”來(lái)應(yīng)對(duì)，前提是必須要有副“好牙口”。因此，過(guò)程中需要開(kāi)艙，到掌子面去檢查刀具狀態(tài)，測(cè)量數(shù)據(jù)并判斷原因，然后對(duì)癥下藥，調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)。而進(jìn)艙作業(yè)存在較高風(fēng)險(xiǎn)，必須進(jìn)行論證并制定相關(guān)預(yù)案。

地下巖層的裂隙中水壓很大，絳紫色的水咕嚕咕嚕往外冒，不知是因?yàn)槠渲惺裁次镔|(zhì)的作用，所有進(jìn)艙的人都起了皮疹，身上癢得難受。他們顧不上這些，認(rèn)真觀察、測(cè)量、比對(duì)，經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的“較量”，慢慢摸透了區(qū)間巖石地層的脾氣秉性，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)終于與地質(zhì)條件匹配上了。

在深深的地下，穿過(guò)直徑0.65米左右的狹窄“人艙”到掌子面去親手觸摸刀具的切削軌跡，來(lái)分析如何解決面對(duì)的困難，這讓人聯(lián)想到了遙遠(yuǎn)的太空中宇航員的出艙作業(yè)——同樣是極致的環(huán)境，同樣是高難度高精度的操作——從而讓人更加理解盾構(gòu)施工的不易。

從1997年采購(gòu)第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，市政集團(tuán)就開(kāi)始對(duì)這種龐然大物持續(xù)進(jìn)行深入研究，并在實(shí)踐了兩個(gè)項(xiàng)目后，自己研發(fā)了北京第一臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“京盾一號(hào)”。

2004年，市政集團(tuán)四公司采購(gòu)了第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)，在它正式開(kāi)始北京地鐵10號(hào)線一期09標(biāo)的掘進(jìn)之前，一群充滿鉆勁兒的年輕人面對(duì)新領(lǐng)域，以項(xiàng)目部為家，在半年的時(shí)間內(nèi)一直在鉆研圖紙，熟悉盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)圖和工藝流程，一個(gè)題一個(gè)題拋出來(lái)，一個(gè)題一個(gè)題去求解，經(jīng)過(guò)多輪優(yōu)化，才把這第一臺(tái)自有的盾構(gòu)機(jī)真正完全吃透。新人、新技術(shù)、新設(shè)備——就是這三“新”，在全線所有標(biāo)段里取得了質(zhì)量、進(jìn)度、安全效果全佳的成績(jī)。

實(shí)踐出真知，總結(jié)長(zhǎng)才干。根據(jù)基本參數(shù)要求，日本制造商能夠用設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)快速出圖，但是要讓盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)本地水土，還需要進(jìn)行改良，根據(jù)特定地質(zhì)條件一個(gè)系統(tǒng)一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)零部件一個(gè)零部件去研究、吃透、消化、吸收。自己的設(shè)備自己造，市政集團(tuán)四公司建起了盾構(gòu)機(jī)改裝車間，與日方談合同、接手一批批設(shè)計(jì)圖并反饋一輪輪改進(jìn)意見(jiàn)，同時(shí)針對(duì)國(guó)產(chǎn)部分自己出圖、加工、組裝、調(diào)試。

在組裝盾構(gòu)機(jī)時(shí)，鄭仔弟和同事們根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一直堅(jiān)持大開(kāi)口率刀盤(pán)、大直徑無(wú)軸螺旋、雙液式同步注漿、塑流化改造（渣土改良）、單管單泵等技術(shù)理念，并一直使用最適合無(wú)水砂卵石地層掘進(jìn)的混流方式進(jìn)行塑流化改造，一孔同時(shí)注入氣體、泡沫、水和泥漿。

機(jī)電專業(yè)出身的鄭仔弟說(shuō)：“機(jī)與土的結(jié)合需要一個(gè)過(guò)程，機(jī)電的精密程度相對(duì)較高，先學(xué)機(jī)電對(duì)于理解土壤有很大助益。”這為他參與盾構(gòu)機(jī)改造打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

對(duì)于土壓平衡的理解，市政集團(tuán)更是領(lǐng)先于同行。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)在工作時(shí)，刀盤(pán)最上面切口的壓力傳遞到底下，會(huì)把泥土自然而然地壓到螺旋輸送機(jī)里，土自己能出來(lái)。螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速與盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度是一種合作關(guān)系，當(dāng)推進(jìn)速度越快時(shí)，艙內(nèi)壓力越大，可以通過(guò)增加螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速加快排土速度，從而實(shí)現(xiàn)土壓平衡。當(dāng)年，北京地鐵9號(hào)線的盾構(gòu)掘進(jìn)被業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)為“世界性難題”，在多家國(guó)外盾構(gòu)機(jī)制造商不敢接任務(wù)的情況下，市政集團(tuán)四公司就是用自己組裝的2臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)完成了9號(hào)線03標(biāo)段的施工，實(shí)現(xiàn)了前文提到的順利掘進(jìn)。

在北京地鐵10號(hào)線一期09標(biāo)那臺(tái)編號(hào)287的盾構(gòu)機(jī)有了十多年“工齡”后，正趕上沈陽(yáng)地鐵4號(hào)線施工要求使用泥水盾構(gòu)機(jī)，于是，手里只有土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的市政集團(tuán)四公司將“287號(hào)”改造成了土壓與泥水串聯(lián)式雙模盾構(gòu)機(jī)，在使用泥水模式掘進(jìn)了前幾百米后，改用土壓平衡模式，既保證了施工效率，又有效控制了成本。

2017年，市政集團(tuán)四公司又用從印度尼西亞買(mǎi)的兩臺(tái)二手盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行再制造，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)了“下崗再就業(yè)”的完美轉(zhuǎn)身，一臺(tái)用在北京地鐵17號(hào)線18標(biāo)，一臺(tái)用在福州電力隧道。后來(lái)，它們又分別到沈陽(yáng)地鐵6號(hào)線、北京地鐵16號(hào)線繼續(xù)服役，立下了不少功勞，節(jié)約了可觀成本。

在武俠世界里，頂尖高手不止在實(shí)力上傲視群雄，其造詣甚至超出了其他人的認(rèn)知水平，就如現(xiàn)實(shí)世界里，市政集團(tuán)的盾構(gòu)掘進(jìn)速度比其他單位快了十多倍，他們沒(méi)有刻意追求速度，別人也沒(méi)有故意放慢速度，一切都是實(shí)力使然。

同樣，在長(zhǎng)距離掘進(jìn)中全程不換刀，也是屬于頂尖高手的極限操作。

在北京地鐵4號(hào)線，市政集團(tuán)負(fù)責(zé)了從靈境胡同站到人民大學(xué)站的施工任務(wù)，其中，從動(dòng)物園站到人民大學(xué)站的三個(gè)區(qū)間由市政集團(tuán)四處負(fù)責(zé)盾構(gòu)施工。此前，四處在涼水河截流工程的砂卵石地層掘進(jìn)中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，形成了北京市級(jí)工法《砂卵石地層盾構(gòu)施工工法》，并獲得了北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，到了4號(hào)線施工時(shí)，長(zhǎng)距離、高難度的砂卵石地層掘進(jìn)依然是嚴(yán)峻考驗(yàn)。

動(dòng)物園站至國(guó)家圖書(shū)館站區(qū)間長(zhǎng)達(dá)1380米，是全斷面無(wú)水砂卵石地層，盾構(gòu)掘進(jìn)需要下穿白石新橋。一般情況下，1380米這種量級(jí)的掘進(jìn)距離需要中途換刀一至二次。因?yàn)闂l件特殊，白石新橋下無(wú)法開(kāi)挖豎井，四處在這個(gè)區(qū)間實(shí)現(xiàn)了全程不換刀，順利完成了掘進(jìn)任務(wù)，且地表沉降控制得非常好，在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了一次大的飛躍。

2007年，市政集團(tuán)四公司參建南水北調(diào)一期工程，從北宮門(mén)附近的京密引水渠往東進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)。面對(duì)2.1公里的全斷面砂卵石地層，他們克服了刀具長(zhǎng)距離掘進(jìn)磨損等難題，順利穿越了肖家河橋、北清河北岸河坡等多個(gè)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源，其中，隧洞結(jié)構(gòu)外側(cè)與肖家河橋群樁最小水平距離僅2.7米。面對(duì)高難度任務(wù)，他們實(shí)現(xiàn)了區(qū)間一次掘進(jìn)不換刀，吸引了眾多單位慕名前去觀摩。

在完成北京地鐵4號(hào)線掘進(jìn)多年后，四處再次來(lái)到當(dāng)年創(chuàng)造奇跡的地方，承建了北京地鐵16號(hào)線14標(biāo)，其中就包括兩條線路的換乘站國(guó)家圖書(shū)館站。在萬(wàn)壽寺站至蘇州橋站區(qū)間，他們實(shí)現(xiàn)了全斷面無(wú)水砂卵石地層1560米不換刀，掘進(jìn)完成后，刀的磨損程度遠(yuǎn)小于預(yù)想值。

作為在盾構(gòu)領(lǐng)域摸爬滾打多年的資深專家，現(xiàn)已從市政集團(tuán)四處調(diào)任七公司副經(jīng)理的王全賢介紹說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離掘進(jìn)全程不換刀，刀具的形式、刀具的布置、泥漿和泡沫劑的添加都很有學(xué)問(wèn)，需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作基礎(chǔ)；同時(shí)，硬碰硬切削地層不如用巧勁摟耙地層，砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)必須快，保持低轉(zhuǎn)速、高推速，這樣既減小了刀具磨損，又保證了掘進(jìn)速度。

當(dāng)然，經(jīng)驗(yàn)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)施起來(lái)卻不容易，需要各層級(jí)在理念、運(yùn)行體系、技術(shù)人才儲(chǔ)備等方面形成一個(gè)有機(jī)的整體，市政集團(tuán)取得的成績(jī)就得益于此。

梧高鳳必至，花香蝶自來(lái)。2008年，在沈陽(yáng)地鐵1號(hào)線面臨高難度掘進(jìn)任務(wù)時(shí)，市政集團(tuán)憑借自身實(shí)力，以盾構(gòu)分包的身份進(jìn)入沈陽(yáng)市場(chǎng)。四公司負(fù)責(zé)了懷遠(yuǎn)門(mén)站至中街站區(qū)間的掘進(jìn)任務(wù)，該區(qū)間經(jīng)過(guò)沈陽(yáng)故宮門(mén)前，地下全是砂卵石，地面是老城墻和商業(yè)街，施工沉降控制效果非常好，1-3毫米左右的沉降值讓業(yè)主非常滿意，市政集團(tuán)自此在沈陽(yáng)市場(chǎng)站住了腳，之后又作為盾構(gòu)分包順利完成了另一個(gè)區(qū)間的掘進(jìn)任務(wù)。后來(lái)，他們以總包身份承擔(dān)了沈陽(yáng)多條地鐵線路的施工任務(wù)。

市政集團(tuán)在盾構(gòu)領(lǐng)域發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)新實(shí)踐遠(yuǎn)不止這些，諸如成立盾構(gòu)小隊(duì)和機(jī)修隊(duì)、設(shè)立工匠創(chuàng)新工作室、不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用地下工程新材料等，都是值得持續(xù)深入挖掘的生動(dòng)實(shí)踐。