近日，中鐵十七局市政建設(shè)公司申報的《軟硬多變地層隧道盾構(gòu)法施工關(guān)鍵技術(shù)》先后榮獲2024年“振興杯”山西省青年職業(yè)技能大賽（職工組）創(chuàng)新創(chuàng)效賽二等獎、“振興杯”全國青年職業(yè)技能大賽（專項賽）中國鐵建初賽三等獎。

青年職工參加山西省青年職業(yè)技能大賽（楊靜 供圖）

該項技術(shù)成果是基于無錫至江陰城際軌道交通工程土建二標(biāo)段項目盾構(gòu)區(qū)間工程總結(jié)形成的。該區(qū)間所處地層黏土、粉土、風(fēng)化石英砂巖復(fù)雜交互，盾構(gòu)穿越土層軟硬不均、壓縮性各異，不僅易發(fā)生軟硬土層交界處差異變形、盾構(gòu)機“抬頭”、刀盤及螺旋機卡死、刀具異常磨損等問題，也對盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性改良帶來了較大的挑戰(zhàn)。

為克服軟硬多變地層施工難點及風(fēng)險點，項目青年技術(shù)人員研發(fā)了“軟硬多變地層盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性改良”“土壓平衡盾構(gòu)在上覆淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土地層沉降控制”“石英砂巖層開倉作業(yè)施工”“石英砂巖地層渣土改良”等4項關(guān)鍵技術(shù)。

盾構(gòu)機掘進(jìn)施工（夏澤帥 攝）

面對軟硬多變地層施工難題，項目對盾構(gòu)機刀盤進(jìn)行適應(yīng)性改造，優(yōu)化盾構(gòu)刀盤開口率至45%，研發(fā)了盾構(gòu)機可換刀具的輻板式刀盤，將刀盤中心部分貝殼刀、切刀更換成滾刀，極大地提高了盾構(gòu)機的適用性，可適應(yīng)三種不同強度的地層施工環(huán)境，既能解決盾構(gòu)機在軟土中刀盤易結(jié)泥餅的問題，又能破解硬巖推進(jìn)中刀盤強度不足的難題。

同時，項目運用多種管片質(zhì)量控制裝置，采用克泥效注漿和洞內(nèi)深層注漿等技術(shù)，降低了上覆淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土地層盾構(gòu)施工時隧道變形、地面超限沉降等重大風(fēng)險，保證地面、周邊管線及大量建筑物的安全，極大地減少了淤泥質(zhì)軟弱地層對盾構(gòu)施工帶來的不利影響。

成型隧道（夏澤帥 攝）

此外，項目應(yīng)用強風(fēng)化石英砂巖地層盾構(gòu)機開倉換刀施工工法，研制快速帶壓開倉換刀裝置，能夠有效縮短換刀作業(yè)施工時間，有利于提高帶壓換刀作業(yè)的安全性。在全斷面中風(fēng)化石英砂巖地層掘進(jìn)過程中，通過在土倉內(nèi)注入泡沫、膨潤土混合添加劑，有效改善盾構(gòu)渣土流塑性，保障了螺旋機出土順暢。

據(jù)悉，該項技術(shù)共形成工法2篇、專利14項、發(fā)表論文13篇，研究成果在中國鐵建科技成果評價中被鑒定為國際先進(jìn)水平，具有較高的操作性、實用性和推廣性，可廣泛應(yīng)用于類似地層條件下的盾構(gòu)工程。