双模盾构智斗地下岩溶

广州白云区地下30米处，岩溶密布、软硬交错、富水含砂，在城市地下施工中，这类复杂地质向来被视作盾构施工的“地质禁区”。今年5月，三航局广州地铁8号线北延段滘凤区间项目2台智能双模盾构机创下单日最高掘进5环的施工佳绩，效率超过同类地层施工平均水平，且全程“零事故、零沉降”。“这多亏了我们的盾构机拥有能‘换挡’的‘多面手’，以及能看穿地层的‘透视眼’。”项目总工程师念冬自豪地说。

滘凤区间隧道全程穿越典型灰岩发育区域，地质施工难度极大。隧道埋深30米，区域岩溶见洞率达92%，流塑状富水砂层与坚硬灰岩交错分布，软硬不均地层占比超20%。隧道上部是稳定性极差的富水砂层，极易引发涌水、坍塌险情；下部灰岩硬度远超普通混凝土，高强度岩层对盾构设备性能和施工工艺提出严苛考验。

传统盾构施工的固有短板，是制约项目推进的核心难题。当下主流盾构机分为土压、泥水两种单一模式，项目团队深入研判后发现，土压模式在富水砂层施工极易出现土体喷涌、掌子面失稳问题；泥水模式虽能有效控制地层沉降，但在硬岩段掘进效率低、施工成本高昂。“两种模式均无法适配该区间地质，极易出现刀圈崩裂、偏磨等问题。”项目生产副经理王利伟道出施工痛点。

为此，团队摒弃传统“二选一”的施工思维，依托前期完整的地质详勘与补充勘探数据，结合数值模拟掘进试验与同类地层施工经验，历经半年的调研论证、方案设计与评审优化，于2025年初成功研发“土压/泥水双模式盾构+综合调控”成套施工技术，并联合设备厂家定制智能双模盾构机，为攻坚岩溶“禁区”筑牢装备与技术根基。

针对施工中易出现的结泥饼、排渣不畅等突出问题，团队为双模盾构机配套搭建“泥水直排+螺旋机排渣”双通道系统，并定制标准化模式转换施工工艺。施工期间，盾构机可实时感知地层变化、自主完成工况“换挡”适配：遇到富水砂层、溶洞等风险地层自动切换为泥水环流模式，依靠稳定泥浆压力稳固掌子面，快速排出渣浆，规避突水涌砂、地层坍塌风险；进入黏土、坚硬灰岩层段自动切换成土压模式，通过螺旋机高效排渣，大幅提升掘进速度，彻底解决了传统设备滞排、结泥饼等施工痛点。

高效掘进的同时，全方位、多层次的隐患排查为安全施工保驾护航。项目区间地下溶洞数量多、填充不均，大量无填充、半填充溶洞与地下暗河连通，随时可能诱发突发险情。为此，团队为盾构机搭载高精度超前地质探测系统，以刀盘破岩震动为震源，通过反射波成像技术，可对前方100米地层开展实时扫描，精准识别溶洞、破碎带、富水区等隐蔽隐患，为盾构机装上了洞察地层的“透视眼”。团队还构建了“洞内超前预报+地面跨孔CT复核+地质雷达周期性复盘”三重探测体系，全方位排查地下地质隐患，同时采用梅花形布孔、袖阀管注浆工艺，对隧道外缘2米范围内的软弱地层全方位加固，构建起稳固的地下掘进屏障。

如今，2台智能双模盾构机平稳高效推进，累计掘进突破798米，隧道施工脉络逐步清晰。项目总结形成的复杂地质盾构施工成套方案，不仅刷新了区域盾构掘进施工纪录，也为后续同类地层施工积累了可复制、可推广的管理经验。

来源

交通建设报 | 三航局

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