
山东大学师生与工程技术人员在地铁施工现场开展联合攻关。□记者苑文飒报道
□ 本 报 记 者 苑文飒
本报通讯员 林 竹
贾富康 谢 莹
2025年底,济南轨道交通云巴线、4号线、6号线东段、8号线、济阳线五条线路相继开通运营,总里程突破248公里,济南正式迈入轨道交通网络化运营新阶段。
这背后,藏着一支“幕后高手”团队——山东大学。从保泉技术攻关到智能装备研发,从产学研协同创新到人才培养,山东大学让千年泉脉与现代交通完成了一次默契的相拥。
技术攻关
为轨交建设提供“山大范本” 泉水是济南的魂。在岩溶密布、水系纵横的地下挖地铁,既要打通“地下经脉”,又要守护“泉脉安全”,堪称罕见重大工程难题。
山东大学牵头组建专家团队,由中国工程院院士李术才领衔的岩土与地下工程团队全程把控技术方向,全力开展方案论证与技术攻关。
针对济南地铁4号线泉城公园站至千佛山站区间“蜂巢式”复杂岩溶地质难题,团队联合研发光纤微动探测装备与钻孔式激光成像仪,探明地下水及灾害源分布、重构溶洞形态,为线路选线和工法优化提供科学依据。
在泉城公园站等核心保泉工点,团队研发富水地层新型环保材料,搭建基坑导流通道系统与过水通道,在实现车站建设的同时,维持区域地下水自然循环。在千佛山站等富水岩溶区工点,团队研发抗动水封堵材料、透水充填材料等多种特种材料,同时配合汇水、导水、排水结构“组合拳”,既防止了涌水,又维持住地下水流场的原貌。“轨道交通全过程地下水生态保护成套技术研究及应用”等系列成果获中国城市轨道交通科技进步奖二等奖等奖项,为生态敏感区轨道交通建设提供了可复制、可推广的“山大范本”。
高端智能
盾构机装上“五官一脑” 保泉只是第一关。面对泉脉纵横、复杂多变的地下环境,仅靠“硬碰硬”远远不够。山东大学创新研发出“五官一脑”智能装备系统,让盾构机从“埋头苦干”变得“眼观六路、耳听八方”。
这套系统有多神?“火眼金睛”能提前发现前方50米到80米的地质风险;“听波聪耳”能分辨软硬交错的岩层;“超级巧鼻”能闻出地下气体是否安全;“钢牙神经”能感知刀盘磨损;“号脉灵手”能检查注浆效果;最后,所有信息汇总到“人工智脑”,辅助作出最佳判断。
这套“五官一脑”曾在“智慧一号”盾构机上一试身手,服务济南地铁6号线徐凤区间等11个地铁区间,获评2024世界智能制造十大科技进展、山东省十大创新成果。
“盾构机装上‘五官一脑’只是第一步。”山东大学齐鲁交通学院院长、济南轨道交通集团外部董事李利平说,“接下来,我们将持续推动传统盾构高端智能化改造升级,适配新型高强度、抗冲击刀圈,集成渣土监测与处置、远程控制等配套智能装备,构建更综合的智慧掘进系统。”
从装备突破到硬岩掘进,山大研发的系列高端装备,成为济南地铁建设的“利器”。目前,“高端智能盾构系列搭载装备及关键技术”已被中国土木工程学会列为2025年城市轨道交通创新推广技术,在全国轨道交通行业推广。依托交通强国山东示范区建设契机打造的国内首个轨道交通智能建造示范工程“盾构机智慧装备试点”,被省工业和信息化厅纳入试点任务清单,引领行业智能建造升级。
当济南地铁向中心城区挺进时,一层层坚硬的中风化长岩横亘在眼前。硬岩高效掘进,成为又一个亟待攻克的重大难题。为此,山东大学攻克了国际首台高压射流—机械联合破岩装备,将其搭载于“山大号”盾构机,并成功应用于济南地铁6号线复杂硬岩地层的高效掘进作业。
全链条赋能
机器人守护“最后一公里” 地铁建好了,如何高效运维?山东大学将目光投向了运营维保的“最后一公里”,与济南轨道交通集团联手,推出系列智能巡检装备,以“检测—整治”全链条技术赋能,为济南地铁打造智能运维“安全网”。
轨交隧道结构表观病害智能巡检机器人专查“表面”,管片渗漏水、变形,一扫便知;轨交隧道结构内部病害智能巡检机器人则探测管片壁后是否脱空,密实度如何;发现问题后,管片钻-注一体智能整治机器人作业,进行精准修复。如今,这些“安全卫士”已在多条地铁线路“上岗”,从隐患精准发现到病害闭环治理,为泉城人民安全出行保驾护航。
校企联动
把课堂搬到项目工地上 以济南地铁建设为契机,山东大学与济南轨道交通集团等单位联合组建泉脉保护技术研究中心、轨道交通人工智能研究中心。在这里,城市发展的真问题与高校的硬科研直接碰撞,“超大断面隧道智能一体化盾构机关键技术与装备产业化”等7项国家及省级重大科技项目相继落地,形成一系列核心技术成果。
学校突破传统课堂边界,将教学课堂延伸至工程一线,建立“学科+领军人才+团队”模式,聘任企业技术专家担任校外合作导师,与校内导师协同指导学生。师生共同深入地铁施工现场,在机器轰鸣中采集数据、破解技术难题,实现教研相长,培养出一批懂技术、善实践的复合型人才。
如今,山东大学的地铁技术已走出泉城,推广至贵阳、广州等城市,亮相新加坡、澳大利亚等海外工程,让“济南造”智慧闪耀全球。9项省部级科技奖、多项国家级推广技术,以及被国务院国资委列为典型案例的产教融合经验,都是这场“双向奔赴”的最好见证。
伴随新质生产力加速发展的浪潮,山东大学将在智能建造、绿色低碳发展等领域持续突破,为泉城交通事业与山东轨道交通产业高质量发展持续作出贡献。