針對超大異形全斷面開挖,、異形多曲率管片拼裝等難題進行了深入研究,，在超大異形全斷面開挖技術(shù)、緊湊型刀盤驅(qū)動設(shè)計與多驅(qū)動聯(lián)合控制技術(shù),、異形斷面多曲率管片拼裝機可靠性技術(shù)等十大方面實現(xiàn)突破，研發(fā)出新型多刀盤多驅(qū)動聯(lián)合開挖技術(shù),、雙螺旋耦動互饋與頂推載荷順應(yīng)性的土壓自適應(yīng)平衡技術(shù),，構(gòu)建了管片拼裝位姿的多體動力學(xué)模型，首創(chuàng)了7自由度管片拼裝機構(gòu),，成功研制出世界首創(chuàng)超大（10m級）異形全斷面隧道掘進機,，填補了國內(nèi)開挖異形斷面規(guī)格大于70m2的空白。

獲2018年度國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎,；獲發(fā)明專利6項,、實用新型專利6項、軟件著作權(quán)2項,。該成果成功應(yīng)用于鄭州中州大道,、新加坡湯申線、蒙華鐵路白城隧道等十余工程,，并在既有民居,、商場等建筑群體地下聯(lián)通作業(yè)項目中得到推廣，為城市主干道下穿隧道,、地鐵站過街隧道,、地下停車場、綜合管廊,、城市地鐵雙線隧道等市政,、交通建設(shè)起到引領(lǐng)示范作用。