郭飞（兼职）

郭飞，男，1988年3月出生，山东泰安人，汉，中共党员，工学博士，高级工程师。现任北京高新市政工程科技有限公司科技创新中心主任、北京城市副中心站交通枢纽工程04标段项目经理部总工程师、北京市政建设集团有限责任公司地铁指挥部副总工程师

1、学习、工作简历

2011.9~2017.11 北京工业大学建筑工程学院 硕博连读

2、研究方向、科研成果

岩土与地下工程

1、城市地下结构渗漏水治理成套技术研究及应用

由于环境的特殊性，地下工程极易发生渗漏水事故，大量的渗漏水问题不仅造成能源和资源的浪费，更影响到建筑业形象提升与和谐社会建设，长期渗漏水破坏会降低工程结构的使用寿命，甚至会危害运营期间人员和设备安全

①提出了“富水注浆胀塞”结构裂缝堵漏理念，研发了“以水堵水”的新工艺，为开拓注浆领域新技术奠定了良好的理论和材料基础。

② 采用高效水相引发、平衡交联聚合工艺，成功研制出大自由空间交联环保型SD-SGG注浆材料，该材料具有高吸水、高保水、高膨胀、高寿命和低渗透的特点。

采用IPN法，将无机硅在纳米层面上与聚丙烯酸盐复合，制备出有机无机复合型互穿网络结构SD-SGG注浆材料。采用正交试验的方法，以凝胶时间、压缩强度和吸水倍率为性能指标，以化学组分用量和反应条件为考察因素，优化合成工艺，降低合成成本，从而找出最佳的配方及工艺合成条件。

③ 研发了一套可视化单裂隙动水注浆封堵试验及评价装置，可实现对浆液扩散、末端液体流量、注浆压力以及浆液堵水率等的实时观测。

由于注浆封堵工程的隐秘性和复杂性，浆液注入地层后的扩散过程和规律难以展示，并且注浆材料理化性质在地下水流环境下存在时变性，地下水不同流速、流向、流动方式都会对浆液扩散和封堵产生不利影响。目前，国内注浆模拟试验研究非常薄弱，致使注浆施工缺乏正确的理论指导，许多工程仅凭经验进行，无法评价注浆后的止水效果，造成材料大量浪费和工时拖延，注浆效果差等现象。研制出评价试验装置能在不同动水流速、不同动水流向、不同地层、不同裂隙形态的裂隙中对注浆材料的封堵效果进行准确评价。

④SD-SGG注浆材料在隧道及地下工程结构渗漏水治理中应用

依托具体工程，针对不同结构裂缝类型，对SD-SGG系列灌浆材料浆液配方进行适当的调整，如凝胶时间、压缩强度和吸水倍率等，提出了整套SD-SGG注浆材料施工工艺，包括注浆方法选择、注浆参数确定和注浆工艺等。通过研究和工程案例反馈可知，SD-SGG注浆材料应用于结构渗漏水治理时，既保证了工程质量，也节约了工程造价，相比于国内同列产品，可同比降低15~30%成本，与国外产品相比可降低50~60%的成本。

2、环保型土壤固化技术研究与应用

传统的筑路方法需要炸山碎石、挖河采砂，造成植被破坏、水土流失、资源枯竭，同时产生大量的碳排放。为响应国家建设资源节约、环境友好、低碳节能社会，本项目提出环保型固化土成套技术研发及应用。固化土技术是利用工程现场素土作为主要材料，通过混入固化剂和胶结材料，进而改善和提高土壤工程技术性能。该技术就地取材，节能环保，造价相对较低。此外，该固化土技术除应用于道路工程外，还可应用于基槽回填和软基处理工程。

基于针对道路工程、基槽回填、软基处理三大应用场景，发明了光引发型复合类土壤固化剂及其配方，系统探索了材料结构和性能的关系，研制精准计量、均匀拌和、可移动、封闭式、智能化成套设备，实现了绿色、连续、快速、规模化施工，保证了拌合料具有强度高、和易性好、质量可控的技术特点。形成配套施工工艺，编制技术标准，并应用在北京建工集团世界园艺博览会停车场、曹妃甸制造基地等工程，减少对砂石料开采，最大限度利用当地原材料，完全符合了“绿水青山就是金山银山”的环保理念。

3、三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的关键技术研究与应用

地铁隧道从开挖、盾构管片安装、竣工验收，直至运营，必须进行断面测量，以指导施工顺利进行，为地铁安全运营保驾护航。传统的测量方式无论是在测量速度上、区域性上，还是管理方式上都不能满足地铁隧道断面测量快速建设的需要。三维激光扫描技术的出现为此提供了新方法和新平台。三维激光扫描技术在复杂的现场和空间中，可实现快速扫描、非接触测量、高精度采集三维坐标信息，无光线要求、无需或较少布设控制点和观测点、数据采集和处理一体化、具有人工智能和实时处理的功能，可最大限度减少人工参与，直接获取物体表面每个采样点的空间三维坐标，实现了测量由单点到整体的跨越。

首次提出了适于隧道点云数据高精度拼接的最优方法，解决了三维激光扫描隧道时数据处理量大的问题，提高了拼接效率。基于所提出的曲线隧道点云点缓冲区、点云面缓冲区、最佳面缓冲区厚度理念，创建了高精度提取曲线隧道断面的方法，解决了曲线隧道中轴线及断面的提取问题。基于空间圆法理论，实现了盾构隧道中心点提取，提高了曲线隧道测量的精度和效率。采用空间圆拟合方法处理三维激光点云数据，确定地铁盾构隧道不同里程的断面中心点坐标，能够满足工程精度的需求。对其他形式的断面采用重心法的计算方式确定断面中心坐标，成功的提取了不同断面形式的中心点三维坐标。以上技术成功应用在8号线15标、新机场线04标、16号线14标、12号线10标工程竣工验收上，成功提取了曲线隧道断面，解决了曲线隧道中轴线及断面的提取问题，通过点云数据成功分析了衬砌环内错台量和环间错台量，并有效地实现了圆形隧道断面拟合。

4、典型地层盾构施工诱发振动传播规律及管片减振措施研究

轨道交通已成为缓解城市拥挤、提高出行效率、改善居住环境的最佳选择。盾构法具有安全、快速，沉降小，机械化程度高等优点，成为城区地铁区间隧道修建的第一大工法。在砂卵石地层浅埋区域，由于盾构施工诱发的环境振动对居民的身体健康、生活工作环境质量以及精密仪器的正常使用造成了不可忽视的影响。所以轨道交通建设振动环境影响研究不仅限于运营阶段，更延伸至建设阶段。针对盾构振动问题仅有少数学者对砂卵石地层进行了现场实测，但对多种地层振动诱发机理、地表传播规律、减振技术鲜有研究。

1）依托沈阳富水砂砾石地层、北京砂卵石地层、兰州漂石地层盾构施工具体工程，采用“隧道-地表自由场地”同步现场测试，结合室内实验、理论分析和数值计算方法，从三向加速度时频的角度，深入研究盾构掘进诱发振动的地表自由场地的传播规律，并评价其影响范围；

2）基于振动传播机理和盾构施工过程，提出了盾构隧道管片减隔振方法，运用波动理论验证该方法有效性，以有限元法为手段率定出了几种减振材料，并给出了相应的现场施设方法；

3）结合典型地层现场测试和数值模拟结果，提出了盾构施工诱发环境振动的简化计算公式和盾构施工诱发振动的工前评估方法，给出了相应控制措施，并以现场测试结果验证了方法的有效性。

5、土压平衡盾构渣土改良效果及泡沫剂试验装置的研究与应用

目前我国土压平衡盾构施工所用泡沫剂多为进口产品，造价较高。国内泡沫剂技术不成熟，种类较少，质量不达标，尚未开发出可替代国外泡沫剂的优良泡沫添加剂产品。此外，我国在盾构用泡沫剂性能评价方面缺乏理论的指导以及方法和标准，造成我国在盾构建设中对泡沫剂的优良难以鉴别。与此同时，国内泡沫剂评价标准主要局限于在实验室利用高速搅拌法发泡来测试泡沫性能，或利用简易发泡装置发泡，与现场发泡设备差异较大，应当进行可模拟现场盾构施工的泡沫剂试验装置的研究并应用到泡沫剂性能检验当中，给施工单位在泡沫剂选取的过程中提供有说服力的指导。

1.研发了一种新型环保型泡沫剂材料

研发的新型泡沫剂应用于盾构工程中，根据施工需要按照一定比例将发泡剂、助泡剂、稳泡剂、乳化剂、增稠剂、防腐剂、水进行搅拌，达到一定控制指标的新型材料。

研发的泡沫剂具有良好的发泡效果，较低的表面张力，可以产生大量的并且细小均匀泡沫，渣土改良效果好，能适应较多地层和高粘度黏土地层；泡沫剂对土体的改良作用是通过大量的气泡组成的泡沫来完成的，气泡是典型的气-液二相体系，其90%以上是空气，不足10%为泡沫剂溶液，而泡沫剂溶液中90%～99%为水。添加泡沫剂能改变土壤渗透系数、扩大土压平衡盾构机适用土体及粒径的范围，并且加注泡沫剂还可减少刀盘与土体的摩擦，降低扭矩，减少壳体与刀盘上粘土的粘着力，有利于排土机出土，所需的驱动功率就可减少。

通过对泡沫剂室内试验以及对市场同类产品的研究发现，研发的新型环保泡沫剂在发泡倍率和稳定性上与国内同类产品相比都有较大的优势。研发的泡沫在粉质黏土地层、粉细砂地层、砂卵石地层等均取得了良好的应用效果，提高了施工效率、节省施工成本。

2.制备了一套可模拟实际工况的土压平衡盾构施工泡沫剂相关试验装置

设计一台泡沫发生装置，使其能方便的进行泡沫的发生、控制调整和效果检测，同时也应方便的进行原料的加注和储存。为实现其功能，其应有如下子系统：物料加注及存放系统，混合液、空气的输送及混合流量控制系统，泡沫发泡系统，控制操作及显示系统，系统支撑基座。利用泡沫发生装置，可以发出不同气液比、不同浓度配比下的泡沫，供产品性能检测以及用于渣土改良试验。

设计了一台渣土改良效果检测装置，可模拟盾构施工刀盘转动的情况。利用渣土改良装置，在一定的泡沫注比下，模拟盾构渣土与泡沫的混合的改良过程。

3.形成了一套泡沫核心应用指标及渣土改良效果的检测方法，可为现场应用提供技术指导依据，规范实际应用。

半衰期、发泡倍率是评价泡沫质量的两个重要性能指标，研发团队设计了测定泡沫半衰期、发泡倍率的试验装置，可以准确快速的得出数据，利用专业的仪器测出泡沫的表面张力来鉴别泡沫的稳定性能。利用国内外优质产品以及自研泡沫剂进行了大量的渣土改良试验，得出了泡沫改良黏土地层、砂卵石地层、粉质粘土地层等特殊地层的渗透性、塑流性、剪切强度、压缩性、外摩擦角等重要参数的变化规律，并提出了泡沫剂改良土体“塑形流动性”的实验室标准。

6、环保型BJ-STG盾尾密封油脂研发及应用

针对国内盾尾密封油脂抗水压能力差、施工温域窄的问题，设计合成 一种新型的具有反应活性的粘度改性助剂-潜伏反应型脲基树脂。采用调研分析、 配方研制、工程应用和成果总结的技术路线进行研究，为提高国内盾尾密封油脂的技术水平进行了探索，主要创新工作如下：

1. 研制了一种具有潜伏固化功能的脲基树脂，该树脂赋予盾尾密封油脂 高抗水压密封性能和宽施工温域。脲基树脂自身具有优异的非牛顿流体性能，以实现泵送粘度低（10S-1， 5000mPa.S，1S-1，20000mPa.S），零剪切粘度高，并适应于较宽的温域范围 10℃ /40℃粘度比≤1.3。

2. 基于具有潜伏固化功能的脲基树脂，研制了一种环保型BJ-STG盾尾密封油脂。该密封油脂可以二次硬化，硬化后形成坚固防水层，提高隧道及地下工程的防水密封性能。以可再生植物油为基础油，通过优选添加剂组分及含量，得到了环保型BJ-STG盾尾密封油脂。

3. 研制了系列实验室盾尾密封油脂性能测试装置，并制定了详细的测试方法。一种快速测试盾尾密封油脂泵送性装置，便于快速、直观、灵活地测试不同管径、不同温度下盾尾密封油脂泵送性；一种测试盾尾密封油脂抗水冲性装置测试不同温度和不同水压下海水、河水或地下水等自然环境中水对盾尾密封油脂的抗水冲性，冲走的盾尾密封油脂能用于定量判定其对三元乙丙橡胶的破坏程度，同时可测试其对水质的影响。

4. 设计了环保型BJ-STG盾尾密封油脂工业化生产装置和合成工艺流程，利用机械间的有效衔接避免因人工操作的因素导致的产品不合格等问题，提高盾尾密封油脂产品品质。生产的工业化BJ-STG盾尾密封油脂产品各项性能完全满 足现行标准的要求。

5. 根据施工现场工作人员反馈和盾尾密封油脂使用情况，总结了保证盾尾密封有效性的技术措施和泄漏事故提出了泄漏应急措施。分析了盾尾密封油脂消耗的原因及影响消耗量的影响。总结了手涂型和泵送性盾尾密封油脂的 施工工艺，同时通过部分工程应用显示了环保型BJ-STG盾尾密封油脂对盾尾密封的可行性。

    

   3、承担的科研项目

6. 国家重点研发项目：《地铁工程施工人员安全行为智能分析与矫正技术及装备》（600万）

7. 国资委项目：《综合管廊产业化》3000万

8. 国基金重点项目：《土石混合体三维结构建模与高填方路基变形与破坏的数值流形法研究》293万

9. 《超大型城市地下立体交通枢纽建造关键技术与应用》1000万

10. 地下工程止水效果检定技术及评定标准 北京市重大办 2017年07月~2021年07月 117万

11. 北京地铁新机场线160km/h盾构装备研制/隧道建造与运营关键技术研究 企业自筹 2017年07月~2021年07月 80

12. 复杂环境超大城市地下多元立体交通枢纽建造关键技术与应用（一期） 企业自筹 2021年01月~2023年12月 450

13. 城市地下结构渗漏水整治关键技术与应用 企业自筹 2018年1月~2021年12月 200

14. 环保型BJ-F固化土研发及应用 企业自筹 2020年01月~2021年12月 负责人 60

15. 土壤固化技术在微膨胀土地区综合应用研究 企业自筹 2019年01月~2020年12年 负责人 115

16. 环保型土壤固化剂研发及应用 企业自筹 2017年08月~2018年12月 负责人 130

17. 土壤固化技术在软弱地基处理中的综合应用 企业自筹 2019年01月~2022年12年 负责人 115

18. 地铁深大基坑地连墙结构受力及变形规律与风险控制研究 企业自筹 2018年01月~2021年12月 负责人 80

19. 富水地层盾构联络通道水平超高压旋喷加固关键技术研究 企业自筹 2021年01月~2023年12月 负责人 60

20. 大断面长距离顶管隧道高效减摩泥浆材料及试验系统研发 企业自筹 2021年01月~2022年12月 负责人 60

21. 长距离大直径S形空间曲线顶管施工技术研究 企业自筹 2019年01月~2021年12月 负责人 30

22. 盾构先行过站条件下暗挖车站建造关键技术研究 企业自筹 2018年01月~2021年12月 主要成员 40

23. 盾构双液浆同步注浆成套技术研究与应用 企业自筹 2021年01月~2022年12月 负责人 80

     

    4、代表性论著

5、获得荣誉

北京工业大学和内蒙古大学研究生导师，北京市智慧工地建设专家，中国施工企业管理协会科技奖专家，北京建工集团职工创新工作室负责人，北京市政路桥集团“青年创新工作站”团队负责人、北京市政集团“青年突击队”队长。

曾获中国科协“中外优秀青年”、北京市“应急先锋·北京榜样”先进典型年榜人物、北京建工集团“优秀共产党员”、北京建工集团首批“双总工”、北京市政路桥集团“优秀共产党员”、北京市政集团“十佳青年”称号。

已发表学术论文25篇，工法3部，申请专利200余项，其中授权《一种可精准计量智能化固化土振动拌和设备及方法》等发明专利10项，授权《一种新型扣压式建筑围挡》等实用新型专利50项，授权《深大基坑智能实时监测系统》软件著作权21项，参编《土壤固化剂应用技术标准》等标准4项，出版《砂卵石地层盾构施工及列车运行环境振动影响研究》、《地铁工程建设风险识别与监控技术》、《大断面平顶直墙车站密贴下穿既有车站关键技术》专著3部，获得获得中国施工企业协会、中国交通运输协会、北京公路学会、中国公路学会、北京市政路桥等各类奖项20余项。