创新掘进技术 垂直机械法竖井在广州应用

科技日报讯 （记者龙跃梅 通讯员胡玲玲 蔡琳玲 林佳 陈虎辉）12月20日，“未来号”沉井式竖井掘进机在广州东至花都天贵城际铁路（以下简称广花城际）京溪路至白云东平区间2号盾构井（以下简称京白2号井）施工现场成功试掘进，标志着垂直机械法竖井这一新技术首次在我国轨道交通建设领域实践运用。

京白2号井位于白云区同和路西侧，包含一个明挖法竖井和2个机械法竖井。由于施工区域内有中风化、微风化花岗岩，基岩裂隙水发育、岩石强度高，开挖难度大、施工风险高。此外，施工区域周边临近密集房屋建筑群和交通繁忙的市政道路，对施工控制提出了极高的要求。为此，地铁建设者们积极开展科研攻关，探索竖井机械法施工工艺，为推动工程建设寻找“突破点”。

2022年2月，广州市科技局发布了“深基坑竖井掘进机关键技术研究与应用”研究课题项目，面向全国“挂榜”。作为目前最先进的城市深基坑施工技术，机械法竖井掘进技术在国内仍处于起步探索阶段，为此，广州地铁联合中铁建华南建设公司、中国铁建重工、广州地铁设计院、中山大学共同揭榜，结合广花城际的工程情况，经过大量前期调研、理论模型计算、技术论证等工作后形成初步研究成果，并首次将研究成果应用于广花城际京白2号井项目，实现“揭榜挂帅”科研举措的成果落地。

为确保顺利始发，中铁十五局等各参建单位做了充分的前期策划方案，并积极调配多方资源，克服了地层岩性起伏大、周边沉降控制要求高等技术难题，采用竖井掘进机设备进行施工，利用泥水平衡严控周边沉降。

在京白2号井首次投入使用的竖井掘进机，开挖直径达14.2米，重约120吨，采用截削式刀头和环形刀盘两种开挖模式，并集合了泥浆环流出渣系统、中心高压冲刷系统、掘进参数在线实时监测系统等先进技术，有效保障施工安全、质量及效率。针对京白2号井的地质条件，本次竖井掘进机掘进至27米后，进行水下混凝土封底，施作底部环梁，在下部微风化岩层采用爆破开挖。

由于竖井掘进机采用截削式刀头直接开挖，无须施作围护结构，克服了传统沉井式施工期较长、施工精度控制难等问题，具有准备周期短、施工速度快、安全性好、节约投资等优点。地铁建设者们将在试掘进中检验“未来号”整机各系统的性能，为后续的正式施工提供改造、调整参考。“未来号”的成功应用，将为国内轨道交通建设领域应用垂直机械法竖井技术积累丰富经验。