【成果简介】
        本研究项目是经江西省科技厅2015年批准立项的科技支撑计划项目,由南昌大学、中铁十八局集团有限公司、中铁十八局集团第三工程有限公司、江西中煤建设集团有限公司合作完成研究工作,项目立足于南昌地铁的建设实际,针对南昌地区富水复合地层条件,分析地铁施工过程中的安全影响因素及各致险因子之间的风险耦合与灾变机理,进行了包含设施设备、施工工法、质量控制、参数优化在内的,以及各类环境敏感区域的安全专项施工技术研究,并响应国家“低碳”、“绿色”的发展理念,开展了地铁盾构绿色施工及碳排放测评研究工作,已形成安全控制成套关键技术体系,取得多项知识成果,为建设“平安地铁”、“环保地铁”工程提供依据及支撑。 本项目针对富水砂卵石地层的盾构施工难点,创新性的提出了喷涌防控同步施工技术,通过开发的膨润土制浆控制系统、盾构机膨润土过滤装置、高分子聚合物注入系统、防止盾构螺旋机喷涌的保压泵装置、盾构机铰接密封的保护装置等专利技术及研发的设施设备,妥善解决在富水复合地层中土压平衡盾构掘进施工易发生喷涌的问题; 针对上软下硬(泥岩)地层盾构刀盘、土仓易结泥饼的问题,项目组创新性的提出了土压平衡盾构同步射流防治结泥饼施工技术,通过开发的盾构泥饼防治系统、多功能泥饼冲洗枪、用于盾构刀盘泥饼冲洗的固定喷头、多用途防堵盾构泡沫喷嘴等专利技术及设施设备,妥善解决了盾构刀盘、土仓易结泥饼的问题,实现盾构施工与泥饼冲洗同步,达到多路切换,自制多规格喷嘴以及保压式枪体的安全更换和全方位同步射流冲洗; 针对砂卵石地层、上软下硬地层盾构刀具易磨损、损坏的问题,项目组创造性的提出了保护刀具再制造技术,通过开发的刀具再制造方法与技术,在国内首创将废弃刀具现场再制造成周边保护刀具,减小刀盘、刀具磨损以提高其使用寿命,降低刀具更换成本,规避因刀具磨损严重必须(带压)开仓的风险,保证盾构的顺利掘进; 本项目创新了绿色施工与碳排放理论方法与实践,在国内首次建立盾构施工碳排放测算模型及碳排放定额清单数据库,实现了盾构工程施工项目的碳排放测定与评价,创新性的采用低碳价值系数法进行设备选型及确立技术改造目标,量化绿色施工技术评价标准; 本项目创新性的将数字建造技术与传统地铁施工技术相结合,实现了施工方案的虚拟化比选和施工过程的数据集成,可广泛应用于同类型新建地铁项目的施工大数据搜集与挖掘。 截至目前,本项目已完成南昌地区富水砂卵石地层地铁工程施工安全关键技术研究报告,并撰写专著2部,研发了4套(膨润土、聚合物、二次注浆、泥饼冲洗)具有自主知识产权的系统设备装置,形成了富水地层盾构掘进控制优化参数指标及地表沉降、建(构)筑物变形控制标准以及南昌地区地铁施工风险评估指标体系及预警机制,申请专利17项,已授权9项,发表学术论文26篇,获批省级工法3项,省级QC一等奖2项,企业级标准2项,项目已获得中国建筑学会科技进步一等奖,培养高层次研究人才9名,其中博士后1名,博士1名,硕士7名。 本项目科技成果已成功应用于南昌地铁1、2号线及其他地区地铁施工过程中,节省各类费用5000余万元,节水42.94万吨、节电784.76万KWh、减少碳排放量810.1万吨,取得了良好的社会、经济和环境效益。