杜立杰——石家庄铁道大学教授

专家信息：

杜立杰，男，石家庄铁道大学教授，石家庄铁道学院TBM研究室主任，硕士生导师，留美学者，国家重大工程评估咨询专家，TBM专家。

教育及工作经历：

1990年，北京航空航天大学机械学专业硕士研究生毕业。

1990年至2000年，在石家庄铁道学院机械工程系从事教学和科研工作，其中曾任机械工程系副主任，曾任河北省高校毕业设计教学评估检查专家组组长。

1996年被评为副教授，2000年评为教授，是学校首批硕士生导师。

2001年至今，在石家庄铁道学院大型结构诊断与控制研究所任教授，曾赴叙利亚等国家从事技术翻译和技术支持工作，并入选2004年国家公派赴美留学。 

学术兼职及社会任职：

1. 中国工程机械学会铲土运输分会常务理事。

2. 铁道部“铁路特色专业（铁道机车车辆及运用工程）教学指导委员会委员。

3. 辽宁大伙房水库输水工程（世界最长隧道，TBM施工，85公里）技术专家组成员。

4. TBM（数亿元成套设备）国际标评标专家，TBM对外技术商务首席谈判专家。

5. 全国青年摩擦学学会学术委员。
 

主讲课程：

资料更新中…… 

培养研究生情况：

资料更新中…… 

教学成果：

1. 河北省精品课《机械原理》主讲教授 。

2. 2003年，入选河北省优秀中青年骨干教师 。

3. 2005年，获国家级教学成果一等奖 。

4. 2000-2005年，共获河北省教学成果一等奖2项,二等奖和三等奖各1项 。 

研究方向：

1.现代机械设计理论与方法

2.TBM系统集成设计与施工技术

承担科研项目情况：

1. 世界级规模和难度的\我国最大直径硬岩TBM工程---12.4m直径锦屏二级电站引水隧洞TBM选型设计及施工关键技术，二滩公司验收，实际应用，排名第1。

2. 企、事业单位委托项目，世界最长隧道---85公里长的辽宁大伙房水库输水工程TBM选型设计及施工关键技术，中水辽工局验收，实际应用，排名第1。

3. 中央、国家各部门项目，我国首次铁路TBM自主施工工程--西康铁路秦岭隧道TBM施工技术研究，铁道部鉴定 ，国际先进，排名第6。

4.我国最长、最大直径铁路隧道TBM工程---兰渝线西秦岭隧道TBM施工同步衬砌技术、TBM选型设计及施工技术，中铁隧道局;中铁十八局；中铁十九局验收，实际应用，排名第1。

5. 我国首次自主修复TBM---新疆中天山铁路隧道TBM整机修复改进，中铁十八局验收，实际应用，排名第1。

6. 我国首次城市地铁采用硬岩TBM---重庆地铁TBM选型设计及施工技术方案，中建五局验收，实际应用，排名第1。

6. 我国首次长距离双护盾TBM自主施工--新疆八十一大阪输水隧洞工程TBM选型设计，伊犁河流域建设管理局验收，实际应用，排名第1。

7. 我国首次长距离大下坡TBM掘进---内蒙神华新街矿区斜井TBM选型设计及施工技术，中铁十九局；神华集团验收，应用，排名第1。

10. 企、事业单位委托项目，我国首次最小直径开敞式TBM工程--云南那邦水电站引水隧洞TBM设计制造与施工关键技术，中铁十九局集团验收，实际应用，排名第1。

11. 企、事业单位委托项目，世界最高海拔TBM工程--西藏旁多水利枢纽工程TBM系统集成设计，武警水电部队验收，实际应用，排名第1。 

12. 铁道部科技基金项目，高速列车摩擦学系统优化设计，（1998-2000）主持。

13. 铁道部科技发展计划项目，DZS90SK式振动沉拔桩机研制，（1993-1995）第二主持和主研。

14. 辽宁省水利水电工程局项目，长大隧道TBM施工出渣系统设计及其关键技术，（2002-2008）主持。

15. 铁道部科技发展计划项目，TBM施工技术研究，（1995-2002）主研。

16. 铁道部科技发展计划项目，TBM盘形滚刀刀圈国产化研制，（1995-2002）主研。

17. 铁道部科技发展计划项目，TBM盘形滚刀维修工艺研究，（1995-2002）主研。

18. 国家自然科学基金项目，预应力钢筋混凝土结构关键构件状态监测技术与方法研究，（2003-2005）主研 。

19. 国家级世行贷款项目，毕业设计环节教学改革研究与实践，（2000-2004）第二主持和主研。

20. 铁道部面向21世纪教改项目，面向21世纪机械类专业大学生综合素质和能力培养方案与实践，（1996-2000）第二主持和主研。

21. 铁道部面向21世纪教改项目，工程制图与机械基础系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践，（1996-2000）子项主持和主研；。

22. 河北省面向21世纪教改项目，面向河北省经济发展铁路高校机械类专业人才培养方案及办学特色，（1999-2001）第二主持和主研。

23. 河北省“十五”规划项目，高等工程教育复合型人才因材施教培养模式研究与实践，（2001-2004）第二主持和主研。

24. 中央、国家各部门项目，省部级，隧道掘进机参数优化与维护技术2010G016-I，（2010-2012）130万元，投标主笔人，主研。

25. 企、事业单位委托项目，横向，那邦水电站引水隧洞工程TBM系统集成设计制造与施工关键技术（2008-2013）60万元，主持、主研

26. 企、事业单位委托项目，横向，辽西北供水工程TBM设计制造与施工技术研究（2011~2017）20万元，主持、主研。

27.企、事业单位委托项目，横向，西藏旁多水利枢纽工程高海拔条件下TBM设计与施工关键技术（2012~2016）10万元，主持、主研。

28. 中央、国家各部门项目，铁道部重大科研课题：长大隧道TBM施工技术及配套装备研究（2012~2015）150万元，主持、主研。

29. 国家863课题项目，硬岩隧道掘进机设计制造关键技术及应用（2012~2015）150万元，申请书主笔，学术骨干。

30. 企、事业单位委托项目，横向，硬岩隧道掘进机参数优化及系统集成设计研究（2011~2014）15万元，主持、主研。 

科研成果：

获得国家科技进步二等奖、国家级教学成果一等奖、河北省科技进步一等奖，并获河北省教学成果奖4项。

1. 长大隧道全断面岩石掘进机掘进技术研究与应用，获国家科技进步二等奖 2005-J221-2-04-R05，排名第5。

2. 秦岭隧道全断面岩石掘进机掘进技术，获省部科技进步一等奖，排名第3。

3. 秦岭隧道1999年成功贯通。此后秦岭隧道系统地进行了技术总结，发表出版了一批论文和著作，并在2003年获得了重大工程类国家科技进步奖一等奖。

4.完成大量TBM掘进数据的采集记录和分析；总结一整套TBM选型及系统集成设计理论；创建了应对现场复杂问题快速反应的TBM施工组织管理体系；成功探索出一条“校企合作”、无TBM经验施工队伍从“空白”走向“成熟”的成长之路。

5. 在TBM设计施工关键技术攻关中，通过对TBM及其后配套系统的创新设计，研制TBM施工配套新装备，开发应用TBM通过软弱蚀变带围岩施工新技术，解决了极硬、极软围岩等复杂地质条件下小直径开敞式TBM施工技术难题，确保了TBM安全高效地贯通隧洞，赢得了国外TBM专家的敬佩，获得国家专利6项，为企业创造了数千万元的直接经济效益，首次为我国小直径开敞式TBM设计施工积累了技术经验和成果。

发明专利：

1. 开敞式TBM平面滑行步进装置 201420486269 许金林;杜立杰;左立富;王鹏禹;郭坤;杜彦良;孔海峡;韩小亮;黄继敏

2. 开敞式TBM平面滑行步进装置及步进方法 201410426467 杜立杰;许金林;左立富;韩小亮;王鹏禹;杜彦良;郭坤;黄继敏;孔海峡

3. 开敞式TBM直接侧卸料混凝土喷射系统201320500169 杜立杰;吕海明;杜彦良;尚尔海;王家海

4. 一种TBM弧形顶护盾及利用该顶护盾进行围岩支护的方法 201310333531 杜立杰;许金林;黄继敏;杜彦良;王鹏禹;左立富

5. 小直径开敞式TBM无轨后配套台车跨越拱架的方法 201310329446 杜立杰;吕海明;杜彦良;尚尔海;王家海

6. 开敞式TBM直接侧卸料混凝土喷射系统 201310356949 杜立杰;吕海明;杜彦良;尚尔海;王家海

7. 开敞式TBM主机出渣胶带机伸缩装置 201220469415 杜立杰;吕海明;杜彦良;李程;洪晓东;王家海;蔡龙

8. 一种侧置式TBM施工运输渣车推车器 201220469414 杜立杰;吕海明;杜彦良;李程;洪晓东;王家海

9. 一种小直径开敞式TBM步进装置 201220469412 杜立杰;吕海明;杜彦良;李程;王家海;洪晓东;蔡龙

10. 一种TBM掘进石渣再利用加工装置 201220469413 吕海明;杜立杰;杜彦良;李程;洪晓东;王家海;徐永波

11. 开敞式TBM施工支护用弧形钢筋网片成型装置 201220469411 吕海明;杜立杰;杜彦良;李程;洪晓东;王家海;刘光学

在《航空动力学报》、《机械工程学报》、《北方交通大学学报》、《机械传动》、《润滑与密封》、《建筑机械》等刊物共发表研究论文40多篇；由高等教育出版社和机械工业出版社出版著作2部；作为技术负责人和主译，首次为我国完成了大型成套TBM技术资料翻译（36卷，近2000万字）。

出版专著：

1.《全断面岩石掘进机系统原理与集成设计》专著 华中科技大学出版社 2011-03-01 合著

2.《毕业设计（论文）教学管理研究》专著 中国科学技术出版社 2007-08-08 合著

3.《机械原理》教材 高等教育出版社 2010-06-06 主编

代表性英文论文：

1. Du Lijie, Zhao Weigang, Du Yanliang. Studies on the boring performances and working parameters of TBM in Qinling Tunnel. ICME, 2000, Special Issue, Journal of Mechanical Engineering.

2. L.J.Du, M.Y.Sha, X.M.Shen. Two-phase fluid effects on sqeeze film damper bearing in bearing-rotor system, IC-HBRSD, National Defence Industry Press, 1999年ISTP检索.

3. Du Lijie, Shen Xinmin,. The effects of Cavitation on precession squeeze film damper performances, IC-HBRSD, Xi’an Jiaotong University Press, 1990, pp415-420.

4. Shen Xinmin, Zhou Yanpei, Du Lijie. The physical properties of Two-phase oil-air fluid in precession squeeze film dampers,. IC-HBRSD, Xi’an Jiaotong University Press, 1990, pp165-169.

5. Du Lijie. The effects of lubrication and its contamination in rolling bearing life prediction. CJISME, 1996, International Academic Publishers, pp461-465.

6. Du Lijie. Tribology design of gear, CJISME, 1996, International Academic Publishers, pp865-871.

代表性中文论文：

1 全断面岩石掘进机施工技术 杜立杰 凿岩机械气动工具 2005-11-30

2 全断面岩石掘进机的使用选型 杜立杰 工程机械与维修 2005-01-15

3 全断面岩石掘进机施工技术 杜立杰 工程机械与维修 2004-09-04

4 TBM离合器摩擦片失效成因及对策 徐明新; 杜立杰 建筑机械 2004-07-09

5 秦岭隧道TBM机—石界面的界定分析 赵维刚; 杨超; 杜彦良; 沙明元; 杜立杰 北方交通大学学报 1999-04-30

6 齿轮润滑设计对齿面失效的影响及设计对策 杜立杰 机械传动 1996-12-30

7 挤压油膜阻尼器蒸汽气穴的边界条件 杜立杰 石家庄铁道学院学报 1996-06-15

8 机械设计课程教学中学生的全面培养 杜立杰 第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集（卷1 教学论文） 1995-08-01

9 齿轮摩擦学设计 杜立杰 第三届全国青年摩擦学学术会议论文集 1995-07-01

10 挤压油膜阻尼器的油气两相流分析与试验 沈心敏; 李其汉; 杜立杰 航空动力学报 1992 7（4）：355-358。EI检索。

11 进动油膜轴承油气两相流特性 沈心敏;杜立杰 润滑与密封 1991-02

国内知名盾构专家莅临盾构国家重点实验室指导

（中华铁道网、《路讯》杂志特约通讯员 申阳）12月27日，中铁一局集团有限公司杨育僧、电力部杭州机械设计研究所薛备芳、广深港客专技术总监吴圣宏、广州市盾建地下工程有限公司张良辉、北京城建集团恽军、广东华隧建设股份有限公司凌波、石家庄铁道大学杜立杰、上海工程技术大学马力中、北京市政集团张国京、方依文等10名国内知名盾构专家莅临盾构及掘进技术国家重点实验室访问并指导工作。

杨育僧、薛备芳、吴圣宏等专家在盾构及掘进技术国家重点实验室党工委书记、常务副主任陈馈、副主任周建军陪同下，参观了重点实验室科技展厅、专业实验室及综合实验车间，仔细询问了岩石力学性能实验机、TBM掘进模态综合实验台、盾构系统集成实验平台、滚刀岩机作用综合实验台、工程结构模拟实验平台等实验设备的功能和性能参数及使用情况，并在实验室学术交流厅与实验室领导进行了交流。

国内知名盾构专家参观实验室（黄明海摄影）

国内知名盾构专家听取实验室建设情况介绍（黄明海摄影）

实验室常务副主任陈馈对专家的莅临指导表示欢迎和感谢，并向专家介绍了实验室的建设与运行情况。

在交流中，专家们对实验室的运行与发展提出了具有建设性的意见和建议。专家们说，随着我国经济和社会的快速发展，国内盾构市场具有巨大的潜力和空间，盾构及掘进技术国家重点实验室应发挥企业国家重点实验室和中国中铁的国际化平台优势，要将国际盾构的先进技术和理论与我国的具体地质条件相结合，要针对盾构在我国工程应用中存在的问题开展科研立项和突破性研究，要充分吸收和利用国际成熟先进技术并实现集成创新，开拓新思路，立足新起点，冲刺新高度，谋求新发展，继续推进我国盾构领域技术革新，加速成果转化和产业化，引领国际盾构技术的新发展。

来源：中华铁道网 2012-12-29 

荣誉奖励：

1. 河北省精品课《机械原理》主讲教授 。

2. 2003年，入选河北省优秀中青年骨干教师 。

所获奖励：

1. 2005年，长大隧道全断面岩石掘进机掘进技术研究与应用，获国家科技进步二等奖 。

2. 2002年，获河北省科技进步一等奖 。

5. 2005年，获国家级教学成果一等奖 。

4. 2000-2005年，共获河北省教学成果一等奖2项,二等奖和三等奖各1项 。

5. 秦岭隧道全断面岩石掘进机掘进技术，获省部科技进步一等奖，排名第3。

盾构及掘进技术国家重点实验室参与研究的
首台全断面岩石掘进机（TBM）在郑州下线

1月26日，依托国家“863、973”计划，盾构及掘进技术国家重点实验室成果转化基地——中铁工程装备集团有限公司牵头研制的首台全断面岩石掘进机（TBM）在郑州下线。此台TBM直径8.03米，驱动功率3500千瓦，最大推力2326吨，由中铁工程装备集团有限公司牵头，联合浙江大学、天津大学、石家庄铁道大学、郑州大学、盾构及掘进技术国家重点实验室等，成立专项课题组，历时24个月研制成功，将应用于中铁隧道集团有限公司承建的吉林引松供水工程。

国家“863、973”计划直径8.03米全断面岩石掘进机下线仪式现场

科技部高新技术发展及产业化司原副司长李武强，中国科学院院士程耿东，盾构及掘进技术国家重点实验室学术委员会委员、中国工程院院士杨华勇，河南省科技厅副厅长马世民，河南省工信厅副厅长张振宇，中铁工程装备集团有限公司董事长李建斌，中铁隧道集团有限公司副总经理陈建等80余名领导专家出席了TBM下线仪式，盾构及掘进技术国家重点实验室副主任周建军应邀出席了仪式。

在全断面岩石掘进机（TBM）技术研讨会上，中铁工程装备集团有限公司专题汇报了全断面岩石掘进机的研究情况、技术特点及依托工程概况，石家庄铁道大学教授杜立杰、中南大学教授夏毅敏以及科技部原副司长李武强分别做了报告。与会专家学者首先对全断面岩石掘进机的成功研制表示热烈祝贺，并认为在我国政府大力支持和领导下，在全体科研工作者的不懈努力下，我国重大装备制造业将会持续快速发展，进一步打破国外技术垄断，跨入世界领先行列。

盾构及掘进技术国家重点实验室学术委员会委员、中国工程院院士杨华勇发言

研讨会后，在盾构TBM总装车间举行了TBM下线仪式。中铁工程装备集团有限公司董事长李建斌在仪式中首先致辞，向长期给予中铁工程装备集团有限公司帮助和支持的政府部门、业主单位以及各级专家和各界友人表示感谢，并指出，此台全断面岩石掘进机的成功研制是中铁工程装备集团有限公司联合各产学研优势单位，在相继完成泥水盾构、土压平衡盾构、复合盾构、硬岩盾构、双模盾构、矩形顶管机等大型掘进装备自主创新自主研制之后实现的又一重大技术突破，将大大提升我国山岭隧道施工工程的现代化水平，是我国掘进机技术从中国制造向中国创造转变过程中的重要一步。

中铁隧道集团有限公司副总经理陈建在仪式致辞中说，此台TBM是中铁隧道集团有限公司参与研究的首台全断面岩石掘进机，为了保证依托工程的顺利实施，此台TBM采取产学研强强联合协同创新的模式，合作各方都浸入了宝贵的心血和汗水；作为国内隧道和地下工程领域最大的建筑企业，中铁隧道集团有限公司将一如既往地坚持“至精、至诚、更优、更新”的企业精神，秉承“能做最难的，要交最好的”企业宗旨，用最好的设备，全力以赴，锻造精品工程，造福一方人民。

最后，在所有嘉宾的见证下，双方代表进行现场验收签字，并共同推动TBM下线启动杆。

盾构及掘进技术国家重点实验室参与研究的首台全断面岩石掘进机（TBM）

来源：盾构及掘进技术国家重点实验室 2015-01-27 

石家庄铁道大学校企合作 成功研制国产“穿山甲”

在下线车间现场留下难忘瞬间

国产“钢铁穿山甲”亮相

记者11日从石家庄铁道大学获悉，学校师生为一个好消息欢欣鼓舞——我国首次自主设计制造的大直径全断面岩石掘进机(简称TBM)在郑州中铁工程装备集团成功下线。“作为校企合作的又一重大成果，该机直径8.03米，长300米，价值1.5亿元，突破了刀盘破岩系统、主驱动系统、支撑推进系统、支护系统、控制系统等关键部件和系统的设计制造核心技术，被誉为我国致力于研制的国产“高速列车、大飞机、硬岩TBM”三大标志性装备之一，即将应用于吉林引松供水工程”。学校杜彦良院士激动地告诉记者。

杜彥良院士提到的“TBM”号称山岭隧道“穿山甲”，长期以来我国硬岩TBM完全依赖进口，核心技术受制于国外制造商。为打破这一局面，国家科技部将大直径硬岩TBM列入“十二五”国家863计划进行研究。基于石家庄铁道大学20年来在TBM领域长期研究积累，发挥该校在硬岩TBM理论研究与工程实践紧密结合的特色和优势，该校杜彦良院士和杜立杰教授等人成为课题的主要成员和技术专家，并为中铁装备研制大直径硬岩TBM提供了全程技术支持，在TBM总体设计、主参数设计、系统集成设计和主要部件的关键结构设计等方面实现多项突破，为成功研制我国“钢铁穿山甲”做出了重要贡献。TBM的研制成功，对我国装备制造业和隧道施工领域具有里程碑意义，不仅如此，重大装备TBM的研制成功，也将推动我国机械、液压、电气等领域基础元件的技术升级和产业发展”。杜彦良院士称。

石家庄铁道大学党委书记、校长王岳森表示，TBM大型装备的研制成功，是学校与企业过去近20年长期在理论研究和工程实践中消化吸收和总结创新的结果。据悉，石家庄铁道大学长期坚持“校企合作”的办学传统，助力我国施工企业和装备制造企业在科技创新的大潮中不断结出了累累硕果。

来源： 长城网 2015-02-11 

石家庄铁道大学TBM施工技术建功“西藏三峡”

西藏旁多TBM成功始发掘进

日前，在被誉为“西藏三峡”的旁多水利枢纽工程施工中，由石家庄铁道大学杜立杰教授担任全面技术指导的TBM(全断面岩石隧道掘进机)开始全面启动掘进，标志着我国高原地区海拔最高、最长的输水洞工程正式拉开施工序幕。

西藏旁多水利枢纽工程是国家重点支持的西部大开发项目之一，是迄今为止西藏最大的水利水电开发综合项目。该项目输水隧洞工程位于拉萨市林周县松盘乡与旁多乡之间，贯穿恰拉山，全长16.8公里，开挖洞径4米，全线在海拔4100米以上，是西藏旁多水利枢纽的标志性工程。工程首次采用TBM施工，是目前世界最高海拔的TBM施工工程。该工程建成后，将结束拉萨河流域没有骨干控制性工程的历史，对于改善下游农业灌溉条件、缓解藏中电网供需矛盾、促进当地经济社会发展具有重要作用。

石家庄铁道大学大型结构健康与诊断研究所杜立杰教授作为TBM全面技术指导专家，在高寒缺氧的恶劣环境条件下，针对高寒高海拔TBM应用的特殊性，从TBM招投标、合同谈判、设计制造、组装调试、施工技术等进行了全过程、全方位的科技攻关和技术支持。据介绍，全断面岩石隧道掘进机是目前国际上最先进的隧洞施工机械，具有快速、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。这是世界首次在高寒、高海拔地区进行的全断面岩石隧道掘进机施工，其高原施工经验将对西藏水利、铁路、公路等工程的施工具有重要的示范、借鉴作用。

TBM施工技术研究是石家庄铁道大学的优势特色学科之一。该校以杜彦良、杜立杰等教授为学术带头人的TBM科研团队，长期从事TBM系统集成设计、监测诊断和施工技术等领域的科研和技术攻关，2006年，以他们为主要参加单位完成的“秦岭特长铁路隧道修建技术”,获得了国家科技进步一等奖和国家重大工程奖。而后,他们又相继参与了西安至南京铁路建设关键控制性工程——桃花铺、蘑菇岭长大隧道的修建,以及长达85公里、直径8米的世界最长的辽宁大伙房引水隧洞等多项长大隧道及引水隧洞的修建，创建了开敞式掘进机既能掘进硬岩、又能掘进长距离软弱围岩的施工技术,并取得了8米直径TBM月进尺1111米的世界最好成绩,破解了多起重大事故隐患，保证了TBM完好率,达到了故障诊断率88%、掘进作业利用率超过40%的世界先进水平。目前该团队正在承担有关硬岩TBM的国家863和铁道部重大科研项目。

来源：长城网 2013-06-18

TBM人生

——记著名TBM专家、石家庄铁道大学教授杜立杰

全断面硬岩隧道掘进机（Hard Rock Tunnel Boring Machine-TBM）是机、电、液、光一体化的高技术大型工厂化隧道施工作业系统，具有掘进速度快、安全性高、利于环保、综合效益高等优点，近年来在我国工程应用迅猛增长。然而，我国TBM技术和人才储备相对滞后，掌握TBM施工技术的企业还比较少，还未能完全实现TBM自主设计制造。石家庄铁道大学教授杜立杰18年来一直坚持TBM理论研究与大量工程实践相结合，为国家重点工程保驾护航，并帮助缺乏TBM施工经历的企业进入蓬勃发展的TBM市场，成为了TBM技术领域的佼佼者。

攻关秦岭隧道，成为“TBM黄埔军校人”

上世纪90年代，铁道部决定在我国首次自主使用TBM法修建西康铁路秦岭隧道，1995年立项了一大批TBM科研课题，召集高等院校和科研施工单位进行研究，其中石家庄铁道大学承担了系列科技攻关项目，当时三十岁的杜立杰便成了秦岭隧道TBM科技攻关的一员。

秦岭隧道开挖直径8.8米，长18.46公里，是当时我国最长铁路隧道。其岩石极为坚硬，石英含量高，并有大量断层、涌水、岩爆等不良地质洞段。首次采用TBM施工，在TBM选型设计和施工技术上都存在许多未知的难题。为此杜立杰围绕TBM掘进参数、掘进技术和刀具国产化等关键技术进行攻关。

为了给企业提供有效的技术支持，受秦岭隧道工程指挥部委托，在校领导的组织下，杜立杰作为技术负责人和主译，与全校50多名各学科专业教师一起，顶着酷暑，夜以继日，在2个多月时间内，首次翻译了36卷、1500多万字的TBM技术资料，印制数十套，发往秦岭隧道现场，为现场TBM操作、维护和施工提供了强有力的技术支持。

由于相关单位高度重视，给予科研立项支撑，秦岭隧道1999年成功贯通。此后秦岭隧道系统地进行了技术总结，发表出版了一批论文和著作，并在2003年获得了重大工程类国家科技进步奖一等奖。与此同时，围绕秦岭隧道TBM课题研究和设计施工，培养了一批TBM技术骨干。这些科技成果和专业人才为后来我国其他TBM工程实施奠定了良好基础。为此，人们将杜立杰等参与过秦岭隧道TBM科研和施工的人员喻为“TBM黄埔军校人”。

技术创新，建功在大伙房水库输水工程世界连续最长隧道

2009年，国内外瞩目的宏大工程——辽宁大伙房水库输水工程胜利竣工通水。该工程主体输水隧洞直径8米，长85.3公里，采用3台开敞式TBM施工，是迄今世界上建成的最长连续隧道。如何使大直径超长隧洞TBM安全、高效、高精度掘进贯通，需要攻克许多技术难题。

早在2002年，杜立杰就受邀常驻工程单位，带领20多名技术人员，围绕大伙房水库输水工程TBM系统设计以及出渣通风等关键技术进行研究，主持与美国、德国、日本、澳大利亚等TBM制造商半年多的技术交流，并在工程投标、设备招标、TBM设计、组装调试等提供全过程、全方位的技术支持。在TBM施工攻坚战中，杜立杰驻扎现场2年多，春节也曾在现场度过，在洞内常常是一身泥水和油污，平时英俊潇洒的他俨然成了“民工”。

正是源于敢于吃苦、攻坚克难的精神和创新的技术方案，TBM掘进屡创佳绩。该工程在国内首次设计使用大功率、长距离（超过10公里）、可延伸、可控起动的连续皮带机出渣技术，首次使用大直径19英寸盘形滚刀，首次使用刀盘变频驱动技术，开发了TBM穿越不良地质洞段施工新技术。在零下30oC寒冬，取得8米直径TBM最高月进尺1111米；最高日进尺63.5米；连续6个月平均月进尺750米；最高月掘进作业利用率达到60.3%，创造了大直径TBM在国际上名列前茅的掘进记录。

在科研和工程实践中，杜立杰还完成大量TBM掘进数据的采集记录和分析；总结一整套TBM选型及系统集成设计理论；创建了应对现场复杂问题快速反应的TBM施工组织管理体系；成功探索出一条“校企合作”、无TBM经验施工队伍从“空白”走向“成熟”的成长之路。

大伙房水库输水工程的成功，对促进我国长大隧洞采用TBM施工起到了巨大示范效应。在隧道贯通庆典仪式上，省水利厅和施工单位领导动情地说：“在这里要特别向石家庄铁道大学的教授表示感谢，没有你们的支持，我们今天不会取得这样好的成绩。”

迎难而上，助力首次边陲、高海拔小直径开敞式TBM工程

2008年，我国首次采取小直径开敞式TBM施工的那邦水电站引水隧洞工程开工建设。该工程位于云南西部边陲中缅边界，开挖直径为4.5米，全长10公里，由于工程地处生态环境保护区，必须采取TBM法施工。

然而，云南地区围岩形成年代较晚，地质条件十分复杂，此前只有双护盾TBM施工失败的教训，还未有TBM成功贯通的案例。并且该工程开挖直径小，布置空间有限，围岩为抗压强度高达220MPa以上的极硬岩，同时遭遇多段极软大变形的围岩泥化蚀变带、断层、涌水等严重不良地质洞段，给TBM设计和施工都带来很大技术难题。为此，施工单位慕名特邀杜立杰主持“复杂地质小直径开敞式TBM设计施工关键技术”的攻关项目，同时主持工程全过程的TBM选型设计、监制、组装、招投标、技术商务谈判和施工技术研发。

杜立杰驻扎边陲大山深处2年多，常常在半夜被电话召到洞内处理TBM故障和施工技术难题。为确保安全，在80多吨TBM核心部件经6公里盘山便道运抵现场艰难行进中，杜立杰从早至晚历经10个小时爬山跟随运输车，被大雨全身淋透。在暴雨连绵的热带雨林气候下，采取特殊技术措施，创造了38天完成TBM及后配套组装调试的快速组装记录。

在TBM设计施工关键技术攻关中，通过对TBM及其后配套系统的创新设计，研制TBM施工配套新装备，开发应用TBM通过软弱蚀变带围岩施工新技术，解决了极硬、极软围岩等复杂地质条件下小直径开敞式TBM施工技术难题，确保了TBM安全高效地贯通隧洞，赢得了国外TBM专家的敬佩，获得国家专利6项，为企业创造了数千万元的直接经济效益，首次为我国小直径开敞式TBM设计施工积累了技术经验和成果。

有了那邦水电站工程成功经验的铺路。2013年6月10日，随着西藏自治区政府领导的一声指令，西藏旁多水利枢纽工程高海拔小直径开敞式TBM也成功进入始发掘进。

西藏旁多水利枢纽工程是迄今西藏最大的水利水电开发项目。该项目输水隧洞直径4米，长16.8公里，海拔超过4100米，是我国西藏高寒高海拔地区首次使用TBM施工，是世界最高海拔TBM施工工程。

又是一座难以翻越的高山，杜立杰并没有望而却步，作为受邀TBM技术专家，他针对高寒高海拔TBM应用的特殊性，在TBM系统集成设计以及出渣、运输、通风等配套装置系统设计上给出了优化的技术方案，从TBM招投标、合同谈判、设计制造、组装调试、施工技术等进行了全方位的技术支持；在TBM现场组装和试掘进期间，在高寒缺氧的恶劣环境下，他3个多月驻扎海拔4100多米的工程现场，每天胸闷气短、消化不良、难以入眠，体重下降20多斤。“苦心人，天不负”，TBM成功进入掘进阶段，这将为我国乃至世界高寒高海拔地区应用TBM提供新的经验和技术成果，为其他高海拔水利水电、交通、国防等隧洞工程起到示范作用。

科研与工程相互依托，走“实践-理论-实践”的学术路线

做事一向认真负责的杜立杰，擅长技术与商务、设计与施工、设备与工程等整体把握，注重理论分析与实践经验紧密结合，广受工程单位的好评。在18年的历程中，他受邀参与了我国80%以上硬岩TBM项目的科技攻关或技术支持。

经过不同特点顶级工程的不断实践，杜立杰收获颇丰。针对我国长期以来存在课题申报和研究严重脱离实际、科技成果转化率低等弊端，他不图虚名，不急功近利，瞄准国家科研政策导向和巨大的市场需求，以重大工程为依托，默默研究积累，在实际工程中寻找科学问题和技术难题，摆脱数学模拟和物理模拟与实际情况巨大差异的弊病，将每个不同地质、不同直径、不同类型的实际TBM工程作为1：1测试现场，直接从现场大量获取数据进行建模，攻克现场技术难题，总结提出理论方法，将理论成果再回归指导其他工程实践，走出了从实践到理论、再从理论到实践的科研路线。

杜立杰还将重大工程科技攻关和国家立项课题相结合，主持了铁道部纵向重大科研项目“长大隧道TBM施工技术和配套装备研究”，承担了有关硬岩TBM国产化研制的国家“863”项目，以及TBM与岩石相互作用基础研究的国家“973”项目等。企业的横向课题与国家的纵向课题相互促进，使得他同时具备了现场测试、数据获取和深化理论研究的有利条件。

在这条愈加宽广的科研和工程实践相结合的大道上，杜立杰是迄今历经TBM重大工程规划立项咨询评审，主持硬岩TBM科研、TBM施工方案、TBM选型设计、TBM工程投标书编制、技术商务谈判、多年驻TBM现场技术攻关……TBM工程关键环节全过程的高校唯一教授。同时，杜立杰还为我国TBM施工企业培训授课，讲授内容涉及TBM原理、设计、施工等各个方面，培养了TBM领域一大批年轻工程师和研究生。因他授课内容广泛，结合实际案例，生动精彩，而广受欢迎，被誉为“中国TBM首席讲师”。

杜立杰是我国仅有的几位长期驻扎TBM工程现场第一线从事科研的教授之一，在国内外TBM工程领域同行中享有很高的声誉和知名度。他2002年获得河北省科技进步奖一等奖，2005年获得国家科技进步奖二等奖，2011年出版了“十一五”国家重点规划出版图书有关TBM设计施工系列专著，在国内TBM领域的研究独具特色和优势。

然而，累累的硕果，并没有牵制住杜立杰前行的脚步。“而今辽宁、吉林、山西、新疆等重大TBM工程仍闪现着杜立杰奔波忙碌的身影……

专家简介

杜立杰，石家庄铁道大学教授，留美学者，石家庄铁道大学TBM研究室主任，国家重大工程评估咨询专家。他长期从事TBM领域的科研和工程实践，坚持“实践-理论-实践”的学术路线，被众多企业聘请为TBM技术咨询专家、TBM投招标专家、TBM对外技术商务首席谈判专家；他多年来常驻TBM施工现场，为西康铁路秦岭隧道、辽宁大伙房水库输水工程、辽西北供水工程、云南那邦水电站工程、锦屏二级水电站工程、西藏旁多水利枢纽工程等我国重大工程TBM选型设计、监制、组装、步进、始发、施工、维护保养与监测诊断、投招标、技术商务谈判、培训等进行了全程、全方位的科技攻关和技术支持；他主持了铁道部有关TBM施工技术重大科研项目，参加了TBM基础研究和国产化研制的国家“973”、“863”课题，获得2005年国家科技进步奖二等奖和国家级教学成果奖一等奖。

来源：科学中国人 2014年第1期