国内首台双模盾构机在青岛地铁成功应用 创新技术破解复杂地质施工难题

青岛地铁6号线二期建设迎来关键节点:红石崖站至辛安站区间右线盾构隧道顺利贯通。

该区间位于滨海地带,工程面临富水砂层、构造破碎带等不良地层叠加影响,同时需下穿两条河流并临近主干道与建筑群,安全风险高、施工组织复杂。

如何在复杂水文地质条件下实现稳定掘进,是该段工程的核心难题。

问题在于,滨海富水地层孔隙水压力高、地层自稳能力弱,一旦掌子面压力控制不当,易出现土体流失、地表沉降甚至突涌、坍塌等情况;同时,下穿河流与既有建(构)筑物对沉降控制提出更严标准,盾构掘进的姿态控制、同步注浆、渣土改良等环节任何一项偏差,都可能放大风险。

此外,地层变化频繁,单一掘进模式对工况适应性不足,容易造成参数调整滞后,影响进度与安全。

原因在于,该区间地质条件呈现“高含水—高渗透—易扰动”的典型特征,砂层与破碎带交替分布,使得掌子面稳定控制难度上升;加之下穿河流和城市道路、邻近建筑群,外部约束条件多,允许沉降变形空间小,施工必须在“安全边界”内运行。

传统盾构方式在面对富水砂层时往往需要在稳定与效率之间权衡,遇到地层突变时还可能出现适应不及时的问题。

针对上述难点,项目建设管理单位组织施工、设备与技术力量协同攻关,引入并应用“土压平衡+微泥水平衡”双模盾构机。

该装备可根据地层特性在两种模式间切换:在以黏性土或可塑性较强地层为主的区段,以土压平衡模式维持掌子面稳定;在富水砂层、渗透性较强的区段,采用微泥水平衡模式提高对水砂流动性的控制能力,从而在复杂地层中更好地实现压力平衡与渣土可控排出。

通过提升工况适应性,施工在关键风险点有效抑制喷涌、坍塌等隐患,兼顾了安全与进度。

从影响看,此次贯通不仅完成了线路建设的重要节点,更在复杂滨海地质条件下验证了双模盾构技术路线的工程适用性,为后续类似地层的城市轨道交通与地下空间开发积累了参数数据和组织经验。

与此同时,双模切换带来的稳定掘进能力,有助于减少因突发风险导致的停机处置与返工,降低综合成本,并推动形成可推广的施工工法与标准化管理做法。

在对策层面,工程推进中强调“技术+管理”并重:一方面以质量目标与关键指标为牵引,围绕掌子面压力、掘进参数、同步注浆及地表监测等关键环节实施过程管控,形成闭环调整机制;另一方面注重与周边社区及相关单位沟通协调,提前研判交通组织、噪声控制、施工窗口期等外部因素,减少对城市运行与居民生活的扰动,为连续掘进创造稳定环境。

通过工程管理与社会协同的叠加,降低了复杂区间施工的不确定性。

展望未来,随着城市轨道交通向更复杂地质、更高密度建成区推进,盾构装备的多工况适应能力将成为安全高效建设的关键支撑。

双模盾构在滨海富水地层中的实践表明,通过装备能力升级与数据化、精细化管理结合,可提升地下工程对复杂地质的“韧性”。

下一步,相关成果有望在更多富水砂层、软弱破碎带等场景中推广应用,并进一步完善适配不同地层的参数体系和风险控制策略,为城市基础设施网络加密与韧性提升提供技术支撑。

青岛地铁6号线的技术突破,是我国基建领域创新能力的生动体现。

从单一模式到双模协同,从被动防御到主动应对,这一进步不仅解决了眼前难题,更为未来城市地下空间开发打开了新思路。

在高质量发展的背景下,技术创新将继续成为推动基础设施建设的重要引擎。