2024年12月29日，地下工程高质量发展论坛暨国际首台高压射流—机械联合破岩盾构机“山大号”始发活动在中铁一局济南轨道交通6号线东仓站成功举办。
本次活动由山东大学、济南轨道交通集团有限公司、中铁（上海）投资集团有限公司、中铁一局集团有限公司联合主办。济南市政府、省科技厅、省工业和信息化厅、省交通运输厅、山东大学、济南轨道交通集团，中国中铁相关负责人，中国科学院、中国工程院的11位院士、业界代表，共200余人参加活动。
▲始发仪式
活动现场与中铁一局济南轨道交通6号线东仓站进行视频连线，与会嘉宾共同按下启动键，随着盾构刀头缓缓转动，“山大号”顺利完成始发。中国中铁科技创新与数字化部部长伍军表示，“山大号”盾构机攻克了射流-机械联合破岩增效机理和关键核心部件研制等多项“卡脖子”难题，为硬岩环境地下工程的高质量建设提供了新的途径。
▲视频连线与中铁一局济南轨道交通6号线东仓站
地下工程建设高质量发展论坛中，钱七虎、任辉启、冯夏庭、朱合华等11名院士及专家学者作特邀报告。山东大学代表对高压射流-机械联合破岩盾构技术作了汇报，10位院士共同发布高压射流-机械联合破岩盾构技术。
▲中铁一局、山东大学、济南轨道交通共同验收高压水射流设备
据悉，东仓站至山东大学站区间，位于中心城区，地质为中风化闪长岩、辉长岩，岩石局部强度高，隧道穿越地层包含全断面硬岩段、上软下硬段、全强风化段，地质条件复杂。依托东仓站-山东大学站区间复杂地层，中铁一局与山东大学、济南轨道交通集团共同研究在不同地层盾构机的掘进参数、掘进效率、风险控制，联合推广射流-机械联合破岩盾构装备新技术应用。
高压射流技术被广泛应用于工业清洗、机械加工、安全消防等领域，以其冷态、清洁、高效、易于实现等优势，被视为以柔克刚的工业利刃。在地下高磨硬岩复杂地层中，盾构机通过加载高压射流技术，新一代射流-机械联合破岩盾构装备应运而生。盾构机遇到全断面硬岩段时，开启高压水射流系统，以高压磨料射流切割硬岩，预先构造临空破裂面，降低岩体强度，巧妙的变“硬”为“软”，再用传统刀具切削破岩，可大幅提高掘进效率、降低刀具消耗，形成快速高效掘进，对于提升硬岩地层中盾构穿越能力与适应性具有革命性意义。盾构机遇到上软下硬段、全强风化岩层，可使用土压平衡模式盾构机快速减压，借助双螺旋形成的“土塞效应”抑制碴水喷涌，既保障了上软下硬段掘进速度，又解决全强风化段喷涌和出渣滞排等技术难题。
水射流辅助盾构机联合破岩施工是一种将高压水射流技术与盾构机掘进技术相结合的先进施工方法，主要用于解决硬岩、极硬岩地层的高效掘进难题。其核心是利用高压水射流先行切割岩石，形成预先裂隙网络/切缝，降低了岩石强度，随后机械刀具再次切削破除，降低了刀具贯入难度，提高了破岩效率。
水射流辅助盾构机施工具有显著的技术优势。其适应性强，能够应对硬岩、极硬岩等复杂地质条件，显著降低掘进阻力和刀具磨损，提高施工效率并延长设备寿命。高压射流—机械联合破岩盾构机始发标志着高压射流硬岩技术在盾构领域的顺利应用，该应用有望显著提升硬岩掘进效率和经济效益，形成轨道交通建设高效破岩应用示范工程，为全国硬岩地层盾构高效掘进提供样本。
来源 / 中铁一局五公司
通讯员 / 桑建平
编辑 / 杨智友
