当列车以300公里／小时的速度平稳驶过山川大地，很少有人知道，或许在轨道下方数十米深处的地层中，正有盾构机这样的庞然大物缓缓推进施工。

从施工即停运，到列车限速45公里／小时，再到如今列车不限速即可下穿铁路施工，背后凝结着一代代科研人员的耕耘和无数工程实践。这其中，同济大学专家领衔完成的《地下工程穿越高速铁路的精细化控制技术及应用》，在无先例可循的形势下，打破国际业界学界的“禁区”，创造了一个又一个奇迹。

科研创新源于实践需求，经过产学研检验的创新，激发出一个又一个崭新的学科增长点，或许是点亮这个“不限速”之梦的另一重意义所在。

今天（8日），该项目获得国家技术发明奖二等奖。

“0.3毫米”的胜利，源自实践难题

2017年7月18日，济南轨道交通r1线盾构机成功下穿京沪高铁，完成了国内首个复杂工况下对运营高铁线路的下穿施工。它凭借0.3毫米内的沉降控制，实现了工程意义上几乎不可能实现的“零沉降”。

项目负责人，同济大学城市轨道与铁道工程系教授周顺华教授介绍，对路面要求极为严格的机场跑道，道面允许变形范围为10毫米。而下穿高铁工程因其特殊性，对无砟轨道变形的上限要求仅为2毫米，是飞机跑道变形限值的五分之一。这也代表着技术难度更高，施工要求更为严格。

随着当前地下工程建设及立体综合交通体系建设需求的不断提升，如何在不限速的前提下，完成对下穿铁路工程的精准控制，已经成为国际公认的工程难题。2017年德国进行下穿普速铁路施工时发生坍塌，导致欧洲铁路干线中断52天，每天损失超过1000万欧元，隧道被迫改建。高速铁路本身就是新事物，国内外都没有下穿高铁的先例可循，团队勇敢向国际工程界公认的禁区出发，至今已经累计为500多项下穿工程保驾护航。

理论创新与实践应用相互促进

随着研究的深入开展，对地下工程和铁路工程涉足越深，周教授越是感到这一领域理论和技术发展的迫切性。“国内外理论及技术方法研究大大落后于工程实践需求，严重制约了我国城市地下工程建设发展和铁路运营安全。”他说，进一步深入这一领域探索，是他的决定。

在工程实践领域的技术应用，激发一个个新的创新灵感，“反哺”并推动着理论架构不断完善，新一代前沿技术层出不穷。

面对高铁轨面只允许2毫米以内变行的限制，他思考着“如何保证城市地下隧道安全穿越高速铁路”，如何利用同济大学较早开展相关研究的基础优势，寻求突破。“当时，国内外还没有建立行车动荷载和开挖耦合影响的理论模型，我们从系统动力学角度，创立了动力学设计方法，”周顺华教授介绍。同时，团队还发明了新的控制技术，并根据盾构法施工原理，明确传统施工控制的缺陷，提出了掌子面、千斤顶、盾尾的三元同步控制技术及相关的感控装置。由此，课题组一举突破传统机械施工对铁路严重干扰的重大设备瓶颈，并在智能调控水平上实现了飞跃。

仅仅停留在理论和技术研究层面，还远远不够。2012年，杭州地铁1号线下穿沪杭高铁；2015年又连续下穿京沪、沪汉蓉等高铁群9条线路……周教授提出刚度匹配分区加固、刚柔复合结构隔离法等不限速下穿铁路设计技术，运用首创方法服务工程。

“软土地层下穿高速铁路，犹如在豆腐中穿针引线，我们的方法创造了一次性穿越距离最长、速度最高等多项纪录，也经受住了350公里／小时复兴号列车提速的考验。”周顺华特别高兴。

问题来源于实践，科研迅速服务于实践，从中发现的问题和需求进一步与理论创新赛跑，这就是“地下工程穿越高速铁路的精细化控制技术及应用”螺旋式上升的创新之路。在周教授看来，这条路没有尽头。“列车越跑越快，我们搞科研的一不留神，就跟不上了，哪能停下来！”

向保障更高时速列车的铁路下穿工程安全技术突破，是他最新的目标。