地铁基础工程施工面临软硬不均、陡坡斜岩、尤其硬度超100MPa的典型复杂地质时，传统冲抓及爆破掘进等工艺存在施工速度慢、精度差、对周边建筑基础扰动大、防渗性差等问题，给工程建设带来极大安全隐患，施工过程中的泥浆、噪音等问题影响了生态环境，制约了先进工法的推广和应用。

　　针对以上难题，项目开展了复杂地质条件下地铁基础工程成套化施工装备高效施工关键技术研究，攻克了地铁基础工程地连墙成槽、钻孔及隧道截割高精度施工难题，创新了装备安全控制与监测技术，研发了地铁基础工程成套化施工设备，实现了地铁基础工程施工装备关键技术突破及产业化：

　　1）突破了复杂地质条件下地铁基础工程抓-铣-钻-掘的高效施工技术，解决了复杂地质施工“啃不动，功效低”的难题。发明了基于MIMO算法的双轮铣自动进给控制方法，实现了施工中进给速度和对地压力随地质变化的自动调节，提升了施工效率；创新了适用于不同地质工况施工的低阻型变量抓斗体，解决了冲抓工况的高效施工难题；提出了复杂地质施工的“钻铣”组合施工工法，效率最高提升5倍；优化了硬岩破岩关键工作装置，破岩效率提升2倍以上。

　　2）攻克了地铁基础成套化装备的高精度施工技术，解决了复杂地质施工“挖不直，成型差”的难题。发明了基于瞬时负载反馈的卷扬钢丝绳自动张紧技术，避免了槽底抓斗体倾斜，提升了成槽精度；发明了基于信息无线同步解析的工作装置自动定位及随施工深度自动检测、自动纠偏技术，实现了施工中实时检测垂直度，成槽垂直度控制在1‰以内；开发了隧道掘进截割定姿定位控制系统，满足了隧道施工自适应截割的定位要求。

　　3）创新了地铁基础工程在复杂施工条件下的安全控制与监测技术，研发了成套化施工设备，实现了施工装备的“国产化、自主化”。发明了基于闭式液压系统的重载高速卷扬安全控制与势能回收技术，提出了卷扬速度多模式自动控制及纠偏自动复位技术，实现了卷扬系统安全高效节能驱动；发明了基于实时数据建立比功模型的地层识别自适应施工及工作装置可视化技术，提升了整机操作安全性；创新了隧道掘进机远程控制和安全防护技术，保障了复杂条件施工时的设备和人员安全。

　　基于以上创新，实现了成套施工装备自主开发与制造，打破了进口设备垄断，促进了先进工艺与工法的推广。近三年产品累计销售205台，销售额7.7亿元，新增毛利1.6亿元。经鉴定，项目成果达国际先进水平，4项核心技术达国际领先水平。项目产出知识产权及标准规范共计45件，其中授权发明专利21件，授权PCT专利2件，参与制修订国家、行业标准7件，软件著作权2件。项目成果成功用于杭州地铁、南京地铁等200多个工程建设，解决了地铁基础工程施工关键技术难题，推动了地铁基础工程的高效率、高质量、智能化发展。

　　完成单位：徐州徐工基础工程机械有限公司、徐州徐工能源装备有限公司、中国矿业大学
　　获奖等级：二等奖