科创中国
富水复杂地层盾构快速掘进技术与新材料研发
发布时间: 2023-06-29
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
本课题组以国家自然科学基金和山东省技术创新项目计划为牵引，依托济南、长春等轨道交通建设，历经十余年隧道工程实践和技术探索，成果最终形成了1套改良体系、2项关键技术、3类新型材料保障了富水复杂地层盾构快速掘进与安全施工，打破了系列功能材料的国际垄断，研发的系列产品均通过山东省质检院检测，性能指标优异，所研发系列产品通过现场应用，中试成功率达到100%，已实现产业化，被中铁十四局等列入集采框架。
本成果通过了由国家最高奖获得者钱七虎院士担任评价委员会主任委员的评价鉴定，评价委员会一致认为，该成果总体上达到国际先进水平，渣土改良和装配式结构接缝渗漏治理技术达到国际领先水平。
本成果目前已在我国轨道交通、水利等地下工程中得到了成功应用，有效解决了富水复杂地层渣土适配性动态改良、盾尾密封安全施工和隧道渗漏水综合治理难题，成功解决了济南和长春地铁、济南穿黄隧道、新疆EH等多条隧道安全快速施工关键技术难题，共产生经济效益***亿元。
成果亮点
本项目以“产-学-研-用”模式攻关，聚焦富水复杂地层渣土适配性改良、盾尾密封安全保障和盾构管片渗漏水治理三方面开展系统研究，研发了富水复杂地层盾构快速掘进系列新材料，突破了富水复杂地层盾构隧道安全快速掘进的技术瓶颈，与传统技术相比有很大创新性。
团队介绍
本科研团队依托山东大学岩土工程中心和山东大学盾构工程技术研究中心，主要开展以下三方面研究工作：
（1）计算岩体力学与数值分析方法
基于连续与非连续介质相关理论，提出了无网格流形方法和高精度无网格方法，创建了流形覆盖的宏细观颗粒离散元，并开发了具有自主知识产权的计算模拟程序，实现了岩体力学多相-多场-多尺度数值模拟。（2）深部岩体峰后破坏机理及灾害防治技术
围绕深部裂隙岩体峰后力学行为，揭示了峰后岩体宏细观破坏机理，提出了支护对策和相应的本构方程，建立了峰后裂隙岩体破裂过程数值模拟方法，研发了系列深部闭合裂隙突涌水化学封堵材料。（3）盾构法/TBM隧道渣土改良理论、新工艺与新材料
依托国家基础交通建设重大工程需求，开展了盾构法/TBM隧道施工渣土改良方面的相关工作，提出了复杂地层渣土改良力学机理与盾尾密封多相平衡理论，发展了复杂地层渣土改良与盾尾密封材料合成工艺及关键控制技术，建立了渣土改良与盾尾密封材料质量控制标准与评价体系。
成果资料
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