近日，中鐵十七局市政建設公司申報的《軟硬多變地層隧道盾構法施工關鍵技術》先后榮獲2024年“振興杯”山西省青年職業技能大賽（職工組）創新創效賽二等獎、“振興杯”全國青年職業技能大賽（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技能大賽（楊靜 供圖）

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

為克服軟硬多變地層施工難點及風險點，項目青年技術人員研發了“軟硬多變地層盾構機選型及適應性改良”“土壓平衡盾構在上覆淤泥質粉質黏土地層沉降控制”“石英砂巖層開倉作業施工”“石英砂巖地層渣土改良”等4項關鍵技術。

盾構機掘進施工（夏澤帥 攝）

面對軟硬多變地層施工難題，項目對盾構機刀盤進行適應性改造，優化盾構刀盤開口率至45%，研發了盾構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，極大地提高了盾構機的適用性，可適應三種不同強度的地層施工環境，既能解決盾構機在軟土中刀盤易結泥餅的問題，又能破解硬巖推進中刀盤強度不足的難題。

同時，項目運用多種管片質量控制裝置，采用克泥效注漿和洞內深層注漿等技術，降低了上覆淤泥質粉質黏土地層盾構施工時隧道變形、地面超限沉降等重大風險，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軟弱地層對盾構施工帶來的不利影響。

成型隧道（夏澤帥 攝）

此外，項目應用強風化石英砂巖地層盾構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施工時間，有利于提高帶壓換刀作業的安全性。在全斷面中風化石英砂巖地層掘進過程中，通過在土倉內注入泡沫、膨潤土混合添加劑，有效改善盾構渣土流塑性，保障了螺旋機出土順暢。

據悉，該項技術共形成工法2篇、專利14項、發表論文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水平，具有較高的操作性、實用性和推廣性，可廣泛應用于類似地層條件下的盾構工程。