一、盾构掘进机的研究设计
盾构掘进机是根据不同的施工需求而量身定做的一种智能化设备。因此，研究设计适用于不同地层和工况的各种先进的盾构掘进机是工程中心的首要任务。当前，我国正处于隧道建设的高峰时期，为满足国家近期建设对各种不同类型的盾构掘进机的市场需求，工程中心将设计开发高质量、高可靠性的盾构掘进机，如各种大直径盾构、复合盾构的控制、遥控、传感器、导向、测量、探测、通讯等技术；提高盾构隧道的施工质量和速度，如盾尾密封装置、盾构掘进机刀盘刀具更换技术、盾构掘进机的智能化信息化技术、盾构设备状态及施工信息等参数的实时采集、管理、分析和远程传送等；提高盾构掘进机对不同土层地质条件的适应性设计。
二、盾构掘进机试验
1、盾构隧道掘进开挖面稳定及环境影响试验研究。盾构法作为一门新兴的隧道施工技术，一直处于不断的发展与完善中，施工中引起的开挖面稳定及对地表沉降等影响的研究理论与分析方法也在不断发展，尤其在一些盾构法工程应用较多的国家，如英国、日本、德国、瑞典等，关于开挖面稳定理论的研究已经取得不少研究成果。与之相比，国内盾构施工技术相对还不够成熟，对于盾构掘进地层位移模式的理论研究还不充分，对于不同地质条件下盾构选型还有待完善。因此，工程中心今后的一个任务重点就是对盾构隧道掘进开挖面稳定及环境影响的理论与相似模型试验研究，为盾构隧道施工提供指导。其中，相似模型试验既可采用较大的相似比以提高试验的准确性，也可采用较小的相似比来节省试验费用。
2、切削刀盘和驱动装置能力的试验。新型盾构掘进机设计完成后，是否能完全满足工程实际需要，应通过试验进行验证。通过对盾构机安装、调试、推进阶段各参数的试验研究，验证盾构掘进机设计是否正确，制造是否符合图纸要求，切削刀盘运转是否正常，运动有无干涉，设计参数是否与实测数据相符，驱动装置是否满足要求、控制和显示软件是否正确等。
3、盾构掘进机部件试验研究。盾构掘进机是一种先进的高科技产品，各种关键部件的设计制造不仅与实际工程需求有很大关系，而且与各生产厂家的技术水平密切相关。迄今为止，盾构机的问世已有180年的历史，全世界已累计生产各种类型的盾构机8000多台，盾构机的类型有100多种，生产盾构机的公司有数十家。由于各种隧道的工程水文地质条件和施工技术水平的不同，这些盾构机是否能完全满足国内工程现场的地层适应性要求，还不得而知，因此，很有必要研究制定一套相关规范，对盾构掘进机进行功能测试，主要测试内容包括盾构刀盘刀具对地层适应性、螺旋输送机输送能力、盾尾密封能力、盾构推进系统和计算机控制系统等。
4、建立完善的工程试验数据库，同时整理工程中心成立前期所做过的相关工程试验的数据，编入工程试验数据库，便于内部技术人员进行查询及公共服务。
5、地下工程土工试验研究。盾构隧道施工过程中，涉及到许多基坑开挖与地基加固工程。对于工程中常见的软土、岩石等不同材料，通过研究其基本物理力学性质，测试相似试验中相似材料的特性，并改进相似材料的配比，以提高其相似性。同时，进行地下结构的承载力试验，并开发新型地下支护结构。
三、盾构隧道施工技术研究
1、盾构隧道施工过程仿真与控制研究。地下工程同一般建设工程相比，其周边环境(包括地质条件、建筑物、道路和地下管线等)具有复杂性、不确定性的显著特点，这些都对施工安全带来极大的隐患，而且目前城市地下工程施工地点通常处于繁华地段，一旦过程控制不当，就会发生工程危险，造成巨大的环境、经济和社会损失。因此工程中心进行盾构隧道施工过程及结构稳定性的有限元模拟分析。
2、注浆材料、注浆设备的研究。盾构机在掘进过程中对周围土体产生扰动,并形成盾尾间隙，这将导致严重的地表沉降,也将影响盾构机的姿态控制,并对管片的拼装、隧道止水产生不利影响，因此研制适合不同工况需求的同步注浆材料和注浆设备至关重要。
3、泥水输送与泥水处理系统的研究。为了控制地基沉降,保持开挖面稳定,必须研究如何采用泥水压力来抵消开挖面的释放应力，以平衡正面土体压力，同时渣土的处理要充分考虑循环再利用和环保要求。因此，研究泥水输送和泥水处理系统显得尤为重要，这也是工程中心的主要任务之一。
四、隧道与地下工程技术服务
1、组建盾构掘进机情报站。通过收集国内外最新的盾构掘进机设计技术、盾构隧道施工技术等相关信息，及时报道国内外盾构技术的最新研究进展，跟踪本行业的最新发展动态，制定工程中心科研开发的方向和总体目标。
2、咨询与培训服务功能。对引进的各种先进技术进行消化吸收，组织员工出国考察，参加技术交流会议，并进行盾构隧道技术人员和施工人员的培训，及时将新技术推广。 |
