中鐵四院泥炭質地層地鐵工程施工技術研究取得重大進展

中鐵四院集團西南勘察設計有限公司

圖1 中鐵四院集團西南勘察設計有限公司全貌

中鐵四院集團西南勘察設計有限公司是云南省第一家從事城市軌道交通設計工作的設計院，十年來，先后承擔了昆明、成都、重慶、貴陽、柳州、西安等地十余條軌道交通勘察設計工作。

公司始終堅持科技強企戰略，始終重視科研和創新工作，近年來承擔了數十項科研項目研發工作，攻克了高地震烈度大跨鋼結構抗震、泥炭土地層軌道交通工程建設運營等系列工程難題，奠定了在西南地區的技術創新水平，2018 年順利通過“國家高新技術企業”認定。

泥炭質土具有含水量高、孔隙比大、有機質含量高、液塑限高、高壓縮性且蠕變明顯的特點。在泥炭質地層中修建地鐵工程，面臨施工期泥炭質地層地基處理和運營期泥炭質地層長期變形控制等難題。針對上述問題，以在建昆明軌道交通項目為依托，歷經10 余年科研攻關，系統解決了泥炭質地層地鐵車站結構施工安全、區間施工安全、施工環境保護、區間綠色運營等方面的多項技術難題，形成了系統的創新技術：

一是基于室內試驗手段，研究了滇池泥炭質土的抗剪強度、固結與次固結變形特性、滲透特性等隨加載壓力的變化規律，弄清了不同壓力維度下泥炭質土顆粒、有機質膠體及水的架構規律。研發了泥炭土有機質分解模型試驗裝置，揭示了微生物分解泥炭土有機質的產氣動力學特征并建立了預測模型，探明了有機質分解度對泥炭土工程特性的影響?；诖髽颖緮祿喾椒ㄈ诤?，統計推斷出高原湖相地層合理的參數取值區間，為施工設計提供了理論依據。

二是發明了一種泥炭質軟土地層地鐵車站施工工藝，克服了泥炭土加固期強度損失導致變形超限的問題，研發了提升泥炭質地層地鐵車站施工安全性的一種地下連續墻工字鋼剛性接頭等系列設備，創新了系統的泥炭質軟土地層地鐵車站施工工藝及技術體系，顯著提升了泥炭質地層車站深基坑安全性，為泥炭質地層地鐵車站施工安全提供了技術保障。

三是研發了泥炭質地層盾構洞門防滲的多道止水密封裝置、適用于滇池泥炭質地層盾構隧道洞內注漿的止回裝置及注漿管等一系列裝置，改進了泥炭質地層洞內注漿及檢測設備，提出了泥炭質地層盾構掘進施工地層變形控制的“五步注漿法”，實現了時間和空間2 個維度下變形控制，解決了泥炭質地層盾構施工及運營地層變形控制技術難題。

項目研究獲授權發明專利21 件，登記軟件著作權2 項，發表高水平學術論文32 篇，獲批省級優秀工法12 項，培養了省、市級高層次人才4 人次。相關研究成果成功應用于昆明地鐵、蘇州地鐵、南寧地鐵等工程，近三年共取得逾16.4 億元的經濟效益，促進了行業技術進步，推廣應用前景廣闊。經陳湘生院士領銜的評價專家組評價，一致認為：該成果總體上達到了國際先進水平，其中泥炭質軟土地層地鐵車站及區間施工工藝達到了國際領先水平。

圖2 科學技術成果評價證書