1、附件目錄1、創新課題立項文件及經費審批文件； 2、研究技術總結報告；3、創新成果鑒定證書；4、科技查新報告；5、應用證明；6、其它證明（1）驗收報告（2）省級工法證書（3）發明專利受理通知書（4）實用新型受理通知書7、成果在應用單位產生的經濟、社會、環境等效益證明附件1、創新課題立項文件及經費審批文件；鐵四局集團有限公司文件中鐵四技2009339號關于下達中鐵四局集團有限公司2009年度第二批科技開發計劃的通知各子（分）公司、工程指揮部（項目經理部）：根據局2009年科研工作總體要求，結合各單位科研項目立項申請，經局科委組織專家審核，決定將“CRTS軌道板預制與鋪設的施工技術研究”等38個項目

2、分別列入局2009年度第二批科技開發項目和子（分）公司自立項項目，合同金額3547萬元（局新立項項目包含5萬元預留獎勵經費），其中，局投入資金1205萬元（含部立項經費30萬）。本年度局計劃投入科研經費620萬元，各子（分）公司計劃投入1547萬元。現將2009年度第二批科研開發計劃下達給你們，希望項目主持單位抓緊落實項目自籌資金，確保及時到位，盡快組織實施，并編制出詳細的科研開發項目策劃書及經費預算，于計劃下達后一個月內與局簽訂項目合同。附件：12009年度第二批科研開發計劃項目表22009年度子（分）公司自立科技開發計劃項目表 二九年七月六日 32009年度第二批科研開發計劃項目表金 金額

3、單位：萬元 合同編號項 目 名 稱承擔單位合同金額09年度經費計劃完成時間主持單位參加單位集團公司子分公司集團公司子分公司一軌道工程2852151201252009-01預埋套管式高速道岔板預制與施工技術五公司、六公司石武工指10512550802010.122009-02無砟軌道乳化瀝青砂漿泵送技術研究檢測中心南昌機電、材料公司35(含部撥30)02002010.082009-03水泥乳化瀝青砂漿修補技術研究檢測中心六公司8502002010.12(原2008-05合并到此項目)2009-04城市軌道交通梯子形軌道施工技術研究八分公司35 5020 25 2010.062009-05在32大

4、坡道地段架設鐵路T梁施工技術及配套設備研究八分公司254010202009.12二橋梁工程2757191404602009-06余姚中山路斜拉橋施工技術研究二公司25165 15 1002010.122009-07無錫惠澄路京杭運河預應力混凝土斜拉橋施工技術研究二公司45 104 25802010.062009-08客專線900T箱梁液壓模板開發研究四公司45 50 20 302010.062009-09雙擁大橋英國式懸索橋施工技術研究六公司技術中心9510040502011.122009-10預制箱梁模板及配套工裝通用化施工技術研究一公司65300402002009.12(原2007-14合

5、同內容延續)三地鐵及隧道工程3708791855552009-11長大隧道科學施工組織技術研究二公司25 280 15 2002010.122009-12韓府山淺埋小凈距隧道群施工優化與安全控制研究二公司南京工指35 5010202010.102009-13蘇州地鐵人民路站復雜地質與環境條件下大規模無規則深大基坑安全控制六公司55 102 30 50 2010.122009-14宋家莊車站深大基坑施工及環境安全關鍵控制技術研究六公司55215301502011.082009-15杭州地鐵一號線盾構穿越沼氣層施工技術研究機械分公司256215402010.062009-16深圳地鐵車站與區間施工

6、關鍵技術研究五公司/機械分公司六公司/深圳工指15515075802010.122009-17鄂陜界隧道快速施工技術研究七分公司202010152010.06四汽車試車場工程8512040602009-18試驗場（汽車、拖拉機、輪胎）綜合施工技術研究一公司85 120 40 602010.12五水利與市政工程151010152009-19大口徑水下開槽埋管及取水頭部水下安裝施工技術市政分公司151010152009.12六預應力工程10012255752009-20后張法預應力框架結構體系施工技術研究建筑公司556230402010.062009-21雙層索桿自應力張拉整體結構技術研究鋼構公司

7、456025352010.12七新材料研究358020502009-22國產原材料高強級反光膜工藝研究百瑞得公司358020502010.06八電氣化工程354020302009-23基于PLC的地鐵機電系統施工技術研究電氣化公司152010202009.122009-24城市軌道交通信號CBTC系統施工技術研究電氣化公司202010102010.12九其他90200701002009-25錐心落地式管柱扭轉曲線拱桁架梁空間結構關鍵技術鋼構公司45200 251002009.122006-07節能省地型住宅成套施工技術研究建筑公司150150增補經費2008-21高速鐵路用高性能聚氨脂材料研究

8、與應用研究研究檢測中心 15 0 15 0 增補經費0521-02/0521-03雙線整孔箱梁預制施工技術研究/雙線整孔箱梁運架施工技術及工藝研究八分公司二公司150150增補經費合計120519056201190 10附件2：2009年度子（分）公司立項科技開發計劃項目表金額單位：萬元 序號項目名稱主持單位負責人自籌金額09年度經費計劃完成時間1大廣高速公路低填路基+滲井施工技術研究一公司熊選愛20202009.122杭州東站深基坑技術研究二公司楊坤善70702009.123園礫土及巖層中雙壁鋼圍堰施工技術研究二公司秦 林50502010.104仙林特大橋1-96m系桿拱施工技術研究四公司劉

9、國卿57572009.125項目動態管理軟件開發四公司計駿40402009.086冷凍法施工技術研究四公司劉承良20102010.057武漢軌道交通巖溶地質環境及處理研究五公司徐杰80402010.088濕陷性黃土隧道施工技術研究七分公司彭小兵50302010.10964m系桿拱橋施工技術研究建筑公司張學云1052010.1210高度地震區軟基處理施工技術研究建筑公司張學云1052010.1211多層現澆樓面模板支撐體系應力、應變實測分析研究建筑公司楊立勝10102009.1012蘇州地鐵一號線星湖街站拱形軌排井施工技術研究市政分公司劉雪平10102009.1213超長巨型無縫無粘結預應力池體

10、施工市政分公司劉雪平10102009.12合計437357 注：子（分）公司立項項目經費全部由子（分）公司自籌。11 主題詞：科技開發 計劃 通知 抄送：中國中鐵股份有限公司（2），安徽省科技廳（2），安徽省國家稅務局，局董監辦，黨辦，局辦，企業管理部，工管中心，安質部，營銷部，財務部（3），技術中心（3），檢測中心。中鐵四局集團有限公司辦公室 2009年7月6日印發 打印、裝訂：曹秋笙 校對：王立玲 共印11份附件2、研究技術總結報告；花崗巖軟硬交互地層盾構施工關鍵技術1 立項背景城市軌道交通發展至今已有 140余年的歷史，我國也超過45年發展史。城市軌道施工的主要方法是盾構法施工技術，區間

11、站主要為深基坑工程。針對花崗巖殘積土地層球狀風化體探測、洞門加固、掘進和深基坑施工技術、風險管理是地鐵盾構工程不可回避的理論和技術問題。球狀風化體探測主要采取調繪、鉆探、物探等手段,從不同角度對花崗巖球狀風化體分布特征進行分析。地表調繪僅能確定風化球體地表分布情況,不能定量反映深部分布狀況；鉆探法僅能反映鉆孔附近是否存在風化球，不能反映沿線定量分布；探地雷達能夠詳細揭示風化球體地下分布特征，但其波普的需人為解析，目前還沒有行之有效風化球定量探測技術。1862年英國首次使用凍結法加固地基。我國1987年將凍結法成功應用于東海拉爾水泥廠基礎工程后，逐漸被用于上海、北京地鐵工程和市政工程等多項工程建

12、設中，但針凍結法在富流水花崗巖殘積土地層中的應用尚屬首次，急需進行針對性研究。由于水文與工程地質條件、環境的不可復制性，導致地下結構工程差異性較大，成功案例較少。如新加坡地鐵CCL1線、廣州地鐵一號線、葡萄牙Oporto地鐵等因軟硬不均地層，導致地層坍塌，建筑物倒塌、刀盤和刀具磨損損壞。應針對軟硬交互地層盾構掘進關鍵施工技術進行必要研究，旨在為類似工程服務。目前，基坑工程設計理論研究還很不成熟，存在著大量亟待解決的問題。例如偏壓基坑和動載作用下深基坑穩定性研究、列車動載的影響、確定方法、模擬、震動荷載作用下地下結構響應等問題。目前，地下工程風險管理尚未形成系統的方法體系，國內在這領域的研究尤其

13、薄弱。2007年鐵路隧道風險評估與管理暫行規定和地鐵及地下工程建設風險管理指南的出版標志我國地下工程領域風險管理研究進入發展期，但成果還處于定性分析階段，真正定量化的研究成果很少。風險因素分析模型、定性和定量相結合的風險分析及評價方法有待結合具體工程深入開展相關理論分析與應用研究。2 研究目的及意義自1863年1月10日倫敦建成世界第一條地下鐵道以來，城市軌道交通發展至今已有 140余年的歷史，有近50個國家的330余座城市修建了城市軌道交通，線路總長度達到數萬公里。地鐵、輕軌、市域快線、市郊鐵路等城市軌道交通系統型式都得到了很好的發展，在城市交通中扮演重要角色，為城市客運交通和經濟發展做出了

14、重要貢獻。近年來，我國城市軌道交通建設進入了迅猛發展時期，全國目前有北京、上海、南京等10多個城市的地鐵線路已經投入運營，杭州、成都等地正在進行地鐵建設的施工。隨著各地如火如荼地發展地鐵交通，接踵而來的地鐵施工事故也頻頻敲響了安全生產的警鐘。上海地鐵4號線、北京地鐵10號線、南京地鐵2號線、廣州地鐵5號線、深圳地鐵3號線、杭州地鐵1號線、西安地鐵1號線、深圳地鐵2號線、北京地鐵M15號線、天津地鐵2號線、廣州地鐵六號線、武漢地鐵二號線、廣州地鐵三號線等均發生隧道和地面塌陷、涌水涌泥、地面建筑物倒塌等地鐵施工事。可以說沒有哪座城市修建地鐵不出重大工程事故的。我國地鐵施工事故頻發，“原因首先是技術

15、準備不足”，很多工程前期工作做得不夠充分，給后期工作帶來隱患。主要表現在：工程地質條件、地下管線、周邊環境不清，缺乏地下空間規劃；地鐵前期缺乏必要的技術研究，不能全面了解工程建設過程中可能出現的技術問題、可能發上的工程事故、誘發上述事故的原因和解決方法；地下工程動態設計和信息化施工沒有真正貫徹到地鐵建設的整個過程；施工誘發地下管線破壞等缺乏監控預測和應急措施。鑒于上述原因，針對花崗巖殘積土軟硬交互富流水地層修建地鐵工程存在的一系列施工關鍵技術進行研究，也確保深圳地鐵5號線盾構區間和區間站工程順利進行，并未今后類似工程提供技術指導。3 項目技術原理、技術方案本項目將采取原位和室內試驗、理論分析、

16、數值模擬相結合的研究方法；以試驗數據基礎，以理論分析和數值模擬為先導，確保地鐵區間隧道盾構法快速、安全施工，形成其設計與施工共性理論與技術。一、深圳地區復雜地質條件下冷凍法洞門加固技術采用室內試驗、理論分析、數值計算和原位試驗相結合的研究方法。通過室內試驗建立花崗巖殘積土凍土本夠模型；綜合運用凍土力學、熱物理學等理論，分析凍結孔熱傳導效應，建立熱傳導分析模型；運用數值分析軟件分析凍結參數和洞門加固效果關系，運用原位試驗參數進行驗證、修正分析模型，提出滿足工程建設需求的凍結參數。在工程建設中得到驗證，并未后續工程建設服務。二、球狀風化體探測與預處理技術球狀風化體是在花崗巖地段比較常見的一種不良地

17、質現象。目前主要采取地表調繪、鉆探、物探三種手段,從不同角度對花崗巖球狀風化的地表分布特征和地下分布特征進行了分析。地表調繪僅能夠確定風化球體地表分布情況,不能定量反映深部分布狀況；鉆探法僅能反映鉆孔附近的是否有風化球分布，不能全面反映沿線全面定量分布；探地雷達能夠詳細揭示風化球體地下分布特征，但其波普需專業人員解析。采用探地雷達、鉆探、人工解析相結合研究手段，應用反演技術得到各土層地震波速，采取正演技術分析球狀風化體的具體位置，通過鉆探和實際掘進驗證該法可探測直徑20cm以上球狀風化體的具體位置，位置誤差小于10cm，完全能滿足盾構掘進施工要求。三、球狀風化體預處理技術花崗巖球狀風化體（又稱

18、風化球、孤石）的存在，是華南地層的一個重要特征，對于盾構工程而言，它是一種不良地質現象，造成地層土質軟硬相差大。在這樣的情況下施工容易造成盾構刀具和刀盤的卡死或損壞，甚至造成盾構機無法掘進，對工期和施工成本造成巨大影響。課題采用理論分析和數值模擬，分別對挖孔破碎法、沖擊破碎法、直接切削法、帶壓開艙法、爆破法進行分析，提出依據風化球強度、位置和尺寸，選用特定施工方法對風化球進行超前處理，從而保證盾構機正常施工。四、軟硬不均地層盾構施工技術針對復雜花崗巖殘積地層的水文地質與工程地質特性，綜合運用彈塑損傷力學、巖石力學、滲流力學等理論和數值計算方法，研究盾構施工時對圍巖穩定性影響，揭示圍巖變形與破壞

19、規律； 建立盾構施工擾動條件下流固耦合模型，探索地下水滲流場演化規律，獲得地下水滲流場演化與隧道圍巖應力場和位移場相互影響的變化關系。評估地質條件對盾構施工地鐵隧道制約程度，分析洞內掌子面土體穩定性，提出盾構選型原則和洞內掌子面土體加固方法和設計參數。五、盾構下穿鐵路沉降分析采用原位測試、數值模擬、原位監測相結合的方法，研究盾構下穿鐵路，對鐵路運行的影響。進行通過現場列車動荷載測試，分析鐵路動載分布特征及其對于隧道圍巖穩定性影響，在此基礎上，通過數值分析確定列車動荷載時稱曲線。建立盾構下穿鐵路鐵路路基和軌道結構分析模型，采用數值分析和原位監測相和驗證方法，研究預測盾構下穿過程中鐵路運行的安全性

20、和技術處理措施。4 項目解決技術方案項目研究成果在深圳地鐵5號線等項目中得到成功應用，主要表現如下：一、凍結法洞門加固技術民治站左線盾構出洞采取凍結加固，盾構順利出洞。由于深圳位于亞熱帶，常年溫度較高，采用凍結法受到一定限制。通過數值模擬計算和現場監測，得到凍結10天，除少數相鄰凍結孔未交圈外，大部分相鄰凍結孔均基本交圈，已形成一定厚度的凍結壁；凍結15天后，凍結壁形狀已發展形成，凍結壁有效厚度達到2.8m；凍結30天后，凍結壁有效厚度達到3.0m，滿足在積極凍結期內形成設計凍結壁厚度的要求；凍土墻的平均溫度為-15，低于設計溫度；應根據現場條件適當延長人工局部解凍時間12h或者凍結管周圍的凍

21、土融化達到10mm20mm時，開始拔管。二、花崗巖風化球探測技術運用探地雷達檢測技術，通過鉆孔、模擬和現場試驗等手段，對探地雷達現場觀測系統的布置、關鍵技術參數的設置、野外工作方法及數據處理技術進行了詳細研究，總結了信號處理的方法，對資料的分析解釋進行了詳細的討論和研究，取得了較好的成果，為復雜條件下地鐵盾構施工提供指導作用。理論上得到探地雷達頻率與探測分辨率的公式，并通過科學模擬比較，給出了深圳地區最佳探測頻率與分辨率關系，為探地雷達實地探測提供了理論基礎和選型依據。探測結果表明：該場地當選用天線中心頻率選擇為50MHz，采樣記錄時窗為150ns，現場探測采用剖面法發射、接收天線以2米的間距

22、沿測線每隔0.2米同步移動。此時探地雷達探測精度和分辨率較高，只要風化球在30米以內探測效果好。通過深圳地鐵5號線民治五和區間進行雷達探測獲得了該區間的地下雷達圖像，本工程雷達圖像有下列幾種類型：正常型：圖像顯示各層反射波同相軸連續性較好，且較為規則，表明相應地層介質較均一、密實，無風化球存在；紊亂型：圖像紊亂、同相軸的連續性變差。這是相應異常屬各層介質均一性、密實度較差的反映；彎曲分叉型：反射波同相軸呈曲折、分叉特征。這是介質密實度較差和介質中存在物理性質差異較大的局部異常體，是判斷風化球存在的依據；帶狀錯斷型：反射波同相軸自上而下出現同步錯斷異常，這類異常是在連續探測過程中由于其他原因導致

23、的采樣中斷造成的，與地下介質異常情況無關。總之，探地雷達技術具有高分辨率、無損性、高效率、設備輕便，操作簡單、抗干擾能力強等優點，對地下風化球位置的推斷準確率高。三、花崗巖風化球預處理技術花崗巖球狀風化球的存在往往對盾構施工造成不良影響，必須對風化球采取必要的處理措施，以確保盾構施工的速度。人工挖孔法施工簡便，不需要專門的施工機械，施工經濟，宜用在孤石量較少、隧道埋深淺的地段；沖擊破碎法操作簡單，處理周期較短，施工安全性高，不受孤石位置、深度限制，特別是對風化球群采用密排鉆孔樁效果良好；但受地面場地限制，一般要求場地比較平整，處理費用高；直接切削法的適用條件是：盾構能提供足夠的切削力，在孤石被

24、刀具破懷，周邊土體不能產生破壞，即孤石不能移動，當地層較為軟弱時可采取注漿加固地層減小風化球與周邊圍巖的強度差；開艙處理法的適用條件是：地面不具備處理條件或勘探未發現的分化球，但功效偏慢。帶壓開艙發則要求開艙位置方土體土體閉氣性能好，地下水較少，注漿開艙則用來應對無法帶壓的地層，但費用略高；根據盾構施工要求，破碎后風化球應外運，確保隧道范圍內無風化球碎渣，在不能往外運輸情況下，至少滿足破碎后風化球低于30cm。現場風化球的處理，應對場地條件、風化球埋深、風化球分布、風化球大小等進行綜合考慮，選擇經濟、安全的風化球預處理方法。四、上軟下硬不均地層盾構施工關鍵技術深圳地鐵5號線左線區間埋深8.52

25、5m不等，盾構穿越地層地質較為復雜，并呈現出地層地質互相參雜交融，同一斷面的土質為多樣性的情況，施工難度非常大，采用課題研究成果，成功指導該工程順利完成。課題研究得出上軟下硬不均勻地層盾構機掘進基本參數如下：在推進全斷面巖層時，推進速度1015mm/min、可采用敞開模式進行掘進、刀盤轉速1.82.0rpm、扭矩1.2MN.m、總推力9001100t；在推進半斷面巖層時，推進速度35mm/min、土壓可設置比粘土地層土壓略高0.10.2bar、刀盤轉速控制在1.31.5rpm、扭矩控制在1.5MN.m以下、總推力10001600t；在推進1/4以下斷面巖層時，推進速度2040mm/min、設置

26、同粘土地層、刀盤轉速1.41.6rpm、扭矩1.6MN.m左右、總推力15001700t；在推進礫質粘土地段時，推進速度3560mm/min、按照計算土壓輔助監測結果進行設定、刀盤轉速1.51.7rpm、扭矩1.6MN.m左右、總推力15002000t。在上軟下硬不均勻地層中，換刀宜優先選擇全斷面巖層中，又快又經濟；依據加固與盾構的時間關系可分為主動加固區和被動加固區：一種是為了節省工期，根據工期情況可以合理的預先設置換刀加固區，或者穿越建（構）筑物等地質不明段時，穿越前應設定加固區，這就叫主動加固區，包括的主要方法有密排鉆孔樁法、旋噴樁法、WSS注雙液漿法，此類方法需要增加許多成本；另一種是

27、盾構一直到掘不動為止，然后再考慮土體加固，這就叫被動加固區，包括的主要方法有：帶壓開艙法、洞內灌漿法，此類方法是成本低廉，但影響進度。WSS注雙液漿適合礫質粘土地層，止水防塌方效果好，但價格偏高；旋噴樁適用于礫質粘土地層，當埋深較深或位移土石交界處，加固效果難于保證，同時價格偏高；鉆孔樁適用于各種地層，既可以加固地層，又可以適當處理風化球，加固效果好，價格適中，但需要開闊的施工場地；帶壓開艙適用于閉氣性能好及地下水較少的地層，價格低廉，由于帶壓工作效率較低，更換少量刀具或檢查刀具時，優勢明顯，當更換大量刀具時，則需花費較多時間，難于保證掌子面穩定；艙內注漿適用于各種地層，加固效果好，價格低廉，

28、當地層無法帶壓時或意外遇見風化球需要更換較多刀具時，此種方法非常適合，但此種方法更換刀具速度最慢，通常需要1215天。五、盾構下穿鐵路沉降分析課題針對地鐵5號線的盾構法隧道下穿南平鐵路段施工進行建模，分析研究地鐵施工下圍巖變形受力特性和管片的內力狀態，進一步分析其影響因素，并研究盾構下穿對鐵路安全性影響及其控制標準與風險評估，并進一步優化施工參數的設置，提出相應的風險控制措施。盾構下穿產生圍巖豎向位移，拱頂及其上部圍巖發生沉降，而仰拱底部發生隆起。隨著盾構掘進的增加，沉降范圍逐漸加大，最大沉降值也在加大。掘進6m時，最大地表沉降為6.5mm，而掘進15m時，最大地表沉降為8mm。值得注意的是盾

29、構始發階段，在其前方發生了略微的隆起，這主要是由于工作倉支護壓力引起的，最大隆起0.2mm。盾構掘進引起的地表橫向沉降，在洞頂上方沉降最大，而距離隧道中線越遠，則沉降越小；隧道橫向沉降影響范圍為距離中線的10m，即3倍洞徑。應力基本上呈現水平分布，表明隧道開挖的應力影響范圍較小，只是在工作面附近變化較大，施工中應通過監測調整工作艙中的支護壓力大小，以平衡土體壓力。盾構掘進引起平南鐵路軌道最大沉降為2.6mm，由于盾構推力的作用，軌道出現了隆起變形，但隆起值較小，最大隆起量為0.31mm；平南鐵路與隧道為斜交，隧道施工引起的軌道后方的沉降比前方的沉降要大，最大沉降位于隧道與軌道交叉點后方5m處。

30、整體上，平南鐵路軌道最大彎矩隨著盾構的推進而增大，盾構推進至8m時，最大彎矩為11.9kNm，盾構推進至10m時（隧道與鐵路軌道相交處），最大彎矩為12.6kNm，盾構推進至12m時，最大彎矩為12.7 kNm，最大彎矩一般是位于曲率最大的地方，隧道施工開挖對交點后方影響較前方大。5 與國內外同類技術比較本項目就花崗巖殘積軟硬交互富流水地層地鐵盾構隧道和偏壓深基坑施工關鍵技術進行系統研究,研究成果在花崗巖殘積土地層盾構隧道和偏壓基坑施工中得到較好的推廣應用,研究成果達到國際領先水平。研究成果在深圳地鐵5號線等項目中得到成功應用，主要表現如下：一、凍結法洞門加固技術對于飽和軟弱土層、地下水流動性

31、較小的地層，凍結法是較為成熟的一種地基處理方法。該法在上海、北京地鐵等項目均有成功應用的案例，但對常年溫度較高的華南、花崗巖殘積軟硬交互富流水地層還沒有成功應用的案例，該項目針對常年溫度較高、富流水花崗巖殘積地層凍結法制約因數，通過室內試驗、數值模擬計算和原位試驗相結合，得到淡鹽水凍結的設計參數和施工工藝方法，并形成安徽省地方工法。并在深圳地鐵5號線民治站左線盾構出洞得到成功應用，盾構順利出洞，不僅保證工程建設順利、安全，還有效的縮短了工期，節約大量工程造價。研究成果處于國際領先水平。二、花崗巖風化球探測技術花崗巖風化球，廣泛分布與我國花崗巖殘積地層。由于其分布范圍廣、尺寸變化較大、強度高、位

32、置隨機，嚴重制約盾構掘進。應探測其準確位置，對其提前預處理。目前花崗巖風化球探測方法主要有地質測繪、鉆探、物探等受段，但由于上述方法的各自局限性，均不能較好解決風化球探測技術問題。該項目運用探地雷達檢測技術，通過鉆孔、模擬和現場試驗等手段，對探地雷達現場觀測系統的布置、關鍵技術參數的設置、野外工作方法及數據處理技術進行了詳細研究，總結了信號處理的方法，采用正、反演技術對資料的分析解釋進行了詳細研究，取得了較好的成果。理論上得到探地雷達頻率與探測分辨率的公式，并通過科學模擬比較，給出了深圳地區最佳探測頻率與分辨率關系，為探地雷達實地探測提供了理論基礎和選型依據。探測結果表明：該場地當選用天線中心

33、頻率選擇為50MHz，采樣記錄時窗為150ns，現場探測采用剖面法發射、接收天線以2米的間距沿測線每隔0.2米同步移動。此時探地雷達探測精度和分辨率較高，只要風化球在30米以內探測效果好。針對花崗巖殘積地層，研究得出雷達圖像有下列幾種類型：正常型：圖像顯示各層反射波同相軸連續性較好，且較為規則，表明相應地層介質較均一、密實，無風化球存在；紊亂型：圖像紊亂、同相軸的連續性變差。這是相應異常屬各層介質均一性、密實度較差的反映；彎曲分叉型：反射波同相軸呈曲折、分叉特征。這是介質密實度較差和介質中存在物理性質差異較大的局部異常體，是判斷風化球存在的依據；帶狀錯斷型：反射波同相軸自上而下出現同步錯斷異常

34、，這類異常是在連續探測過程中由于其他原因導致的采樣中斷造成的，與地下介質異常情況無關。研究成果在深圳地鐵5號線民治五和區間進行雷達探測獲得該區間分化球分布準確位置，并在預處理中得到驗證。該研究成果目前國內外未見類似報道。三、花崗巖風化球預處理技術花崗巖球狀風化球的存在，不僅制約盾構掘進，還嚴重影響工期，增加工程造價，必須對風化球采取必要的處理和預處理措施，以確保盾構施工的速度。人工挖孔法施工簡便，宜用在孤石量較少、隧道埋深淺的地段；沖擊破碎法對風化球群采用密排鉆孔樁效果良好；直接切削法的適用條件是：盾構能提供足夠的切削力，在孤石不能移動，當地層較為軟弱時可采取注漿加固地層減小風化球與周邊圍巖的

35、強度差；地面不具備處理條件或勘探未發現的分化球可采用開艙處理法。帶壓開艙發則要求開艙位置方土體土體閉氣性能好，地下水較少，注漿開艙則用來應對無法帶壓的地層。該研究成果目前國內、外文獻未見類似報道，并在深圳地鐵五號線得到成功應用。四、上軟下硬不均地層盾構施工關鍵技術通過對現場盾構施工參數，結合地層分布特征進行數據處理，研究得出上軟下硬不均勻地層盾構機掘進基本參數。依據加固與盾構掘進時間關系可分為主動加固和被動加固：一種是為了節省工期，根據工期情況可以合理的預先設置換刀加固區，或者穿越建（構）筑物等地質不明段時，穿越前應設定加固，這就叫主動加固，主要方法有密排鉆孔樁法、旋噴樁法、WSS注雙液漿法等

36、；另一種是盾構無法掘進，考慮土體加固，這就叫被動加固，主要方法有：帶壓開艙法、洞內灌漿法等。并分析不同方法的使用條件和施工工藝。深圳地鐵5號線左線區間埋深8.525m不等，盾構穿越地層地質較為復雜，并呈現出地層地質互相參雜交融，同一斷面的土質為多樣性的情況，施工難度非常大，采用課題研究成果，成功指導該工程順利完成。五、盾構下穿鐵路沉降分析針對地鐵5號線盾構法隧道下穿南平鐵路段施工進行建模，分析研究地鐵施工下圍巖變形受力特性和管片的內力狀態，進一步分析其影響因素，并研究盾構下穿對鐵路安全性影響及其控制標準與風險評估，并進一步優化施工參數的設置，提出相應的風險控制措施。盾構下穿產生圍巖位移場和應力長變化，通過建立物理模型，利用