中铁四院泥炭质地层地铁工程施工技术研究取得重大进展

中铁四院集团西南勘察设计有限公司

图1 中铁四院集团西南勘察设计有限公司全貌

中铁四院集团西南勘察设计有限公司是云南省第一家从事城市轨道交通设计工作的设计院，十年来，先后承担了昆明、成都、重庆、贵阳、柳州、西安等地十余条轨道交通勘察设计工作。

公司始终坚持科技强企战略，始终重视科研和创新工作，近年来承担了数十项科研项目研发工作，攻克了高地震烈度大跨钢结构抗震、泥炭土地层轨道交通工程建设运营等系列工程难题，奠定了在西南地区的技术创新水平，2018 年顺利通过“国家高新技术企业”认定。

泥炭质土具有含水量高、孔隙比大、有机质含量高、液塑限高、高压缩性且蠕变明显的特点。在泥炭质地层中修建地铁工程，面临施工期泥炭质地层地基处理和运营期泥炭质地层长期变形控制等难题。针对上述问题，以在建昆明轨道交通项目为依托，历经10 余年科研攻关，系统解决了泥炭质地层地铁车站结构施工安全、区间施工安全、施工环境保护、区间绿色运营等方面的多项技术难题，形成了系统的创新技术：

一是基于室内试验手段，研究了滇池泥炭质土的抗剪强度、固结与次固结变形特性、渗透特性等随加载压力的变化规律，弄清了不同压力维度下泥炭质土颗粒、有机质胶体及水的架构规律。研发了泥炭土有机质分解模型试验装置，揭示了微生物分解泥炭土有机质的产气动力学特征并建立了预测模型，探明了有机质分解度对泥炭土工程特性的影响。基于大样本数据多方法融合，统计推断出高原湖相地层合理的参数取值区间，为施工设计提供了理论依据。

二是发明了一种泥炭质软土地层地铁车站施工工艺，克服了泥炭土加固期强度损失导致变形超限的问题，研发了提升泥炭质地层地铁车站施工安全性的一种地下连续墙工字钢刚性接头等系列设备，创新了系统的泥炭质软土地层地铁车站施工工艺及技术体系，显著提升了泥炭质地层车站深基坑安全性，为泥炭质地层地铁车站施工安全提供了技术保障。

三是研发了泥炭质地层盾构洞门防渗的多道止水密封装置、适用于滇池泥炭质地层盾构隧道洞内注浆的止回装置及注浆管等一系列装置，改进了泥炭质地层洞内注浆及检测设备，提出了泥炭质地层盾构掘进施工地层变形控制的“五步注浆法”，实现了时间和空间2 个维度下变形控制，解决了泥炭质地层盾构施工及运营地层变形控制技术难题。

项目研究获授权发明专利21 件，登记软件著作权2 项，发表高水平学术论文32 篇，获批省级优秀工法12 项，培养了省、市级高层次人才4 人次。相关研究成果成功应用于昆明地铁、苏州地铁、南宁地铁等工程，近三年共取得逾16.4 亿元的经济效益，促进了行业技术进步，推广应用前景广阔。经陈湘生院士领衔的评价专家组评价，一致认为：该成果总体上达到了国际先进水平，其中泥炭质软土地层地铁车站及区间施工工艺达到了国际领先水平。

图2 科学技术成果评价证书