《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）—第三部分隧道《?成都軌道交通 6 號(hào)線三期復(fù)雜地質(zhì)隧道施工關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》?

本期項(xiàng)目簡(jiǎn)介

完成單位: 中建三局集團(tuán)有限公司

主要完成人: 楊庭友、 段軍朝、 程景棟、余仁國、 董天鴻、 趙階勇、 布占江、 何凱罡、 申興柱、 徐朝陽、 徐智、 王金勝、 劉錫良、 龍宇、張能

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　(一)項(xiàng)目背景

　　成都地鐵的建設(shè)是一項(xiàng)改善民生的系統(tǒng)工程,隨著其建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,沿線所處地質(zhì)條件逐步由單一的富水砂卵石地層向泥巖、砂巖和復(fù)合地層擴(kuò)展,線路頻繁穿越淺覆地層、瓦斯地層和地表水域等復(fù)雜環(huán)境。成都軌道交通6號(hào)線三期是中國建筑在成都地區(qū)承建的首條全專業(yè)地鐵線路,線路全長23.37km,全地下敷設(shè),設(shè)站18座、18區(qū)間和1連接線,是一條連接高新區(qū)、天府新區(qū)和雙流區(qū)的重要線路,也是成都地鐵第一條以8A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建設(shè)的線路,對(duì)于落實(shí)城市總規(guī)成形、加速雙核共興具有切實(shí)意義。隧道主要穿越泥巖、砂巖(最大單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)63.03MPa)地層,其中11.3km為油氣田瓦斯地層(高瓦斯地段4.7km、低瓦斯地段6.6km),同時(shí)穿越淺覆土地層(最小覆土厚度僅為1.89m)及成都最寬河流(穿越水域長度達(dá)220m),建設(shè)過程中面臨嚴(yán)峻的施工管控和安全質(zhì)量控制難題。

　　(二)技術(shù)概況

　　(1)城市軌道交通工程穿越瓦斯地層安全防控管理技術(shù);

　　(2)盾構(gòu)隧道穿越復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境施工關(guān)鍵技術(shù);

　　(3)密閉狹小空間盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭施工關(guān)鍵技術(shù);

　　(4)城市軌道交通隧道穿越既有建筑物及淺覆地層施工技術(shù)。

　　(三)適用范圍

　　復(fù)雜地質(zhì)隧道施工。

　　(四)獲獎(jiǎng)情況

　　本項(xiàng)目獲國家專利12項(xiàng)、軟件著作權(quán)2項(xiàng)、省級(jí)工法6項(xiàng),發(fā)表論文6篇,出版專著3部。經(jīng)中科合創(chuàng)科技評(píng)價(jià)中心鑒定,項(xiàng)目成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平,其中盾構(gòu)隧道瓦斯監(jiān)控、密閉狹小空間盾構(gòu)調(diào)頭BIM技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　針對(duì)成都軌道交通6號(hào)線三期工程建設(shè)所面臨的難題,項(xiàng)目組對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下城市軌道交通隧道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究,主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:

　　創(chuàng)新點(diǎn)一:建立了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“施工管理綜合監(jiān)控平臺(tái)冶,提出了全線覆蓋、全員參與、全過程管理的集約化管控模式和針對(duì)城市軌道交通高瓦斯礦山法隧道與低瓦斯盾構(gòu)隧道的監(jiān)測(cè)、通風(fēng)、設(shè)備防爆改裝于一體的瓦斯管控體系。

　　創(chuàng)新點(diǎn)二:探究了土壓平衡盾構(gòu)在復(fù)雜地質(zhì)條件下掘進(jìn)參數(shù)的變化規(guī)律和相互影響關(guān)系,解決了巖質(zhì)地層管片上浮、泥巖地層刀盤結(jié)泥餅、砂巖地層刀盤刀具高磨耗等技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工安全和隧道成型質(zhì)量控制。

　　創(chuàng)新點(diǎn)三:提出了狹小密閉空間盾構(gòu)調(diào)頭路徑與避免碰撞風(fēng)險(xiǎn)的BIM技術(shù),研發(fā)了一種新型水平頂推的拼裝式頂鐵結(jié)構(gòu),保證了盾構(gòu)調(diào)頭施工的安全與高效。

　　創(chuàng)新點(diǎn)四:研究了隧道穿越建筑物基礎(chǔ)的施工力學(xué)特性,提出了基于隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的樁基托換技術(shù)以及長距離穿越水下淺埋覆蓋層加固技術(shù),保障了隧道施工及建筑物的安全。

同類項(xiàng)目比較

應(yīng)用案例

　　項(xiàng)目研究成果在成都軌道交通6號(hào)線三期工程隧道施工過程中進(jìn)行整體應(yīng)用后,有效指導(dǎo)了全線高瓦斯礦山法隧道和低瓦斯盾構(gòu)隧道的施工安全;盾構(gòu)選型及參數(shù)優(yōu)化配置,有效提高了盾構(gòu)對(duì)多種地層的適應(yīng)能力,確保了盾構(gòu)隧道的成型質(zhì)量;所提出的密閉狹小空間盾構(gòu)調(diào)頭BIM技術(shù)保證了施工安全和工效,節(jié)約了大量的資金投入;同時(shí),提出了隧道穿越既有建筑物、長距離水下淺埋覆蓋層等敏感地區(qū)的施工參數(shù)優(yōu)化及施工控制措施,保證了施工安全。

　　整套技術(shù)成果的應(yīng)用,對(duì)成都軌道交通6號(hào)線三期區(qū)間隧道安全、優(yōu)質(zhì)、高效完成起到了重要作用,取得了7200萬元的直接經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)帶來了顯著的社會(huì)效益。同時(shí),本項(xiàng)目研究成果具有廣闊的推廣應(yīng)用前景,將直接指導(dǎo)和應(yīng)用于類似工程的建設(shè),為城市軌道交通工程的建設(shè)提供技術(shù)借鑒。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　中建三局集團(tuán)有限公司在成都軌道交通6號(hào)線三期建設(shè)過程中節(jié)約工程投入1425萬元(產(chǎn)值45730.59萬元),其中2017年286萬元、2018年816萬元、2019年323萬元。

　　中建三局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司在成都軌道交通6號(hào)線三期建設(shè)中節(jié)約工程投入3228萬元(產(chǎn)值63218.71萬元),其中2017年836萬元、2018年1660萬元、2019年732萬元。

　　中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司在成都軌道交通6號(hào)線三期建設(shè)中節(jié)約工程投入2547萬元(產(chǎn)值49366.24萬元),其中2017年582萬元、2018年1434萬元、2019年531萬元。