為盾構(gòu)機加上一雙“眼睛”

        相信很多市民都對盾構(gòu)機有些了解，盾構(gòu)機就像一只巨大的穿山甲，通過盾構(gòu)機進行土體開挖、土渣排運、整機推進和管片安裝等作業(yè)。近期，南寧軌道交通集團有限責(zé)任公司，南寧中鐵廣發(fā)軌道裝備有限公司、同濟大學(xué)、中鐵工程裝備集團有限公司、中鐵十六局集團有限公司聯(lián)合組成項目研究團隊，采用探地雷達(dá)進行同步注漿實時檢測，將給盾構(gòu)機加上一雙“眼睛”，提高工程的安全性。

        給盾構(gòu)機加上一雙“眼睛”

        “目前，地鐵隧道多采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工使隧道與地層間形成了一定的空隙，并通過壁后注漿技術(shù)進行充填。”該項目成果轉(zhuǎn)化負(fù)責(zé)人、南寧中鐵廣發(fā)軌道裝備有限公司總經(jīng)理胡尚軍介紹，壁后空隙的充填往往存在不及時或不密實現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致隧道施工期間出現(xiàn)隧道成型質(zhì)量差、地表沉降等問題，還會引起地鐵運營期間的隧道不穩(wěn)定、隧道滲漏等。

        “南寧市區(qū)大范圍分布著厚度大、富水性強的圓礫地層，軌道交通一、二號線沿線存在大量公用和民用敏感建筑、市政設(shè)施以及大量老舊防空洞等地下設(shè)施，還有穿越南湖和邕江并涉及重疊交叉穿越?！痹擁椖考夹g(shù)總負(fù)責(zé)人謝雄耀介紹，這些問題加劇了盾構(gòu)工程控制難度，極易造成開挖面失穩(wěn)、防空洞坍塌和周邊環(huán)境破壞。

        胡尚軍說，采用探地雷達(dá)進行同步注漿實時檢測就像是在盾構(gòu)機上裝了一雙“眼睛”，由于水和混凝土對電磁波的反饋不一樣，通過這一項目，可以準(zhǔn)確判斷管片與土體間的介質(zhì)組成，更準(zhǔn)確地判斷管片背后注漿材料的填充情況，提高安全性。如果壁后出現(xiàn)漏水、空洞的情況，就可以及時進行二次補注漿。

        多單位聯(lián)合進行項目研究

        該項目負(fù)責(zé)人黃鐘暉介紹，由于這是南寧市第一次修建地鐵，相關(guān)人才缺乏，南寧市軌道交通集團有限責(zé)任公司成立以來一直注重對人才的培養(yǎng)，一方面從外地引進優(yōu)秀人才，另一方面進行人才本地化培養(yǎng)，邀請外地專家老師到南寧開班培養(yǎng)，并將遇到的問題立項研究。

        “為了解決項目研究中的關(guān)鍵技術(shù)難題，我們公司邀請了南寧中鐵廣發(fā)軌道裝備有限公司、同濟大學(xué)、中鐵工程裝備集團有限公司、中鐵十六局集團有限公司聯(lián)合組成項目研究團隊，項目研究團隊由各參與研究單位長期從事地下工程相關(guān)技術(shù)研究或裝備研發(fā)的人員組成。項目團隊總?cè)藬?shù)36人，其中高級職稱15人，博士9人、碩士10人?！?/p>

        黃鐘暉介紹說，團隊人數(shù)從最初軌道集團公司的11人，逐步擴展到最終的36人。在項目立項過程中，團隊通過多次召開研討會，對項目立項的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線、研究方法與手段等進行分析討論，最終編制完成了科學(xué)、可行的項目立項書。

        開發(fā)實時檢測雷達(dá)裝備

        據(jù)介紹，盾構(gòu)掘進過程中，同步注漿系統(tǒng)將漿液及時送達(dá)盾構(gòu)外殼和管片背部之間形成的建筑空隙中，從而使脫離盾尾的管片依附漿液在周圍土體間及時獲得支撐，以防止管片周圍土體的坍塌，控制地表的沉降。

        同步注漿系統(tǒng)并不少見，但采用探地雷達(dá)進行同步注漿實時檢測這一項目在我國尚屬首例，這是否可行呢？謝雄耀表示，同步注漿檢測的范圍只是在壁后的1米范圍以內(nèi)的區(qū)域，因此可以通過室內(nèi)試驗或者其他方法 準(zhǔn)確地得到這些介質(zhì)的電性參數(shù)，從而根據(jù)不同介質(zhì)的電性質(zhì)，對漿液在管片背后的分布形態(tài)做出實時和精確的判定。

        在此基礎(chǔ)上，該項目根據(jù)地鐵盾構(gòu)隧道的特點，開發(fā)適合于同步注漿實時檢測的雷達(dá)裝備，實現(xiàn)盾構(gòu)推進過程的同步和實時檢測，從而實時指導(dǎo)注漿及推進作業(yè)。“目前進行到整個項目的30%到40%，計劃今年年底投入到二號線盾構(gòu)機上使用?！秉S鐘暉稱，這一項目將為南寧軌道交通區(qū)間精細(xì)化施工提供技術(shù)保障。