科技日报记者 王延斌 通讯员 张自强
“无论是面对粉质黏土和富水地层，还是地下世界‘硬骨头’闪长岩，甚至硬度高达150兆帕的硬岩区，我们都会依靠科技创新，拿出不同的盾构方案，化解难题。”4月15日，中铁（上海）投资集团有限公司（以下简称中铁上投）济南轨道交通6号线技术人员陈晓鹏在施工现场告诉记者。
当天，建设者们刚刚啃下一块“硬骨头”——面对强度高于普通混凝土4倍以上的硬岩区，他们巧妙运用破岩盾构机，一举解决难题。
据了解，济南地铁6号线穿越的地质非常复杂，主要包括粉质黏土、富水地层、各种风化和强风化闪长岩等。
“我们针对6号线复杂的地质条件，尤其是硬岩区‘掘进难’，粉质黏土和富水地层时易出现地层沉降控制难等一系列施工难题，选择使用‘智慧一号’盾构机。”陈晓鹏告诉记者，“智慧一号”搭载了高端智能盾构2.0系统，能够实时监测地层变化，自动调整掘进参数，实现精准控制；并通过大数据分析和人工智能算法，该盾构机可预测地质风险，提前采取应对措施。
据了解，盾构机在大面积硬岩区只能缓慢掘进，甚至“磨进”；碰到粉质黏土和富水地层虽然掘进快，但地面沉降控制和防涌水任务同样很艰巨；而一旦碰到上软下硬地层，盾构机刀具甚至刀盘都会受到严重考验。
在天泺路站至软件园站盾构施工中，由于盾构机要穿越中风化灰岩、溶洞发育层，岩石平均强度高达87兆帕。陈晓鹏透露：“我们使用了双模盾构机‘泉新号’，该盾构机可根据现场掘进地质和风险源等实际情况，灵活进行土压和TBM两种模式的‘自由切换’，具有地层适应性强、安全性高、掘进速度快等特点，这是双模盾构机在济南地铁建设中的首次应用。”
“东仓站至山东大学站区间地质为中风化闪长岩、辉长岩，岩石局部硬度达90兆帕，地层包含全断面硬岩段、上软下硬段、全强风化段，地质条件十分复杂。”中铁上投济南轨道交通6号线技术负责人马小汀告诉记者。
为此，建设者们推动国际首台高压射流——机械联合破岩盾构机“山大号”用于东仓站至山东大学站区间盾构掘进。“这款盾构机采用高压水射流辅助破岩技术，相当于在盾构机‘硬刀’的基础上，再安装了‘软刀’，减少了刀具磨损，大大提高了施工效率。”马小汀说。
据了解，中铁上投地铁建设者不断通过科技创新，在济南轨道交通6号线先后成功应用世界首台智慧盾构机、射流盾构机和双模盾构机等盾构机，树立了复杂地质条件下盾构施工的新标杆。
