近日，市鐵投集團牽頭的“溫州市域鐵路S2線一期工程過江隧道段淺層氣體探測及處置技術(shù)研究”項目獲得浙江省科學技術(shù)成果認定。

本項研究應(yīng)用對象為溫州市域鐵路S2線一期工程SG5標甌江北口隧道工程，該工程盾構(gòu)段從靈昆江南工作井始發(fā)，至樂清黃華工作井接收，盾構(gòu)區(qū)間長2.664km，隧道外徑14.5m，隧道最大埋深達60m。甌江北口隧道是全國首條超大直徑復合襯砌盾構(gòu)隧道，也是溫州市首條用盾構(gòu)法施工的隧道，填補了溫州軌道交通在盾構(gòu)法隧道施工方面的空白。

盾構(gòu)推進線路上的軟土地層富含淺層氣體是該隧道段的典型地質(zhì)特征之一?？碧桨l(fā)現(xiàn)，軟土地層中淺層氣體體量大，劇烈噴射時最大噴射高度可達10米，持續(xù)3個小時，帶出大量的泥水和沙粒，嚴重影響后期施工的安全性。根據(jù)工程經(jīng)驗，淺層氣體對盾構(gòu)隧道建設(shè)主要有三個方面危害：一是淺層氣體賦存氣壓大小不等，會造成同一軟土地層承載力差異，加大盾構(gòu)隧道施工控制難度；二是盾構(gòu)推進施工會造成大體量及大壓力淺層氣體氣囊泄壓，破壞土層結(jié)構(gòu)，降低土層力學性能，引起地層不均勻沉降，甚至會導致土體發(fā)生大變形或坍塌沖擊，對盾構(gòu)掘進及管片安全產(chǎn)生不利影響；三是當土體中氣體濃度超過一定量值時，盾構(gòu)刀片與零星孤石等摩擦后會起火，此時若淺層氣體氣囊囊體較大或壓力較大，則會產(chǎn)生爆炸，造成重大工程事故。此外，淺層氣體若進入盾構(gòu)工作艙內(nèi)，也會對艙內(nèi)工作安全和作業(yè)人員健康產(chǎn)生影響。

針對以上問題，市鐵投集團協(xié)同上海隧道工程有限公司及溫州大學研究獲得含氣土體的綜合性能指標，包括力學性能、氣體滲透性能、電-磁-振動反應(yīng)特性等，形成系統(tǒng)的深厚軟土地區(qū)淺層氣體綜合探測技術(shù)方法，形成適于盾構(gòu)隧道施工工藝的不同賦存形態(tài)的淺層氣體處置技術(shù)工法。對盾構(gòu)區(qū)間的有害氣體進行提前釋放，并對盾構(gòu)機進行了針對性的防爆改造及動態(tài)監(jiān)測，最大限度地降低了有害氣體對盾構(gòu)施工的影響。

研究成果在甌江北口隧道的應(yīng)用，成功解決了盾構(gòu)隧道穿越富含淺層氣體軟弱地層的技術(shù)難題，保障了工程順利推進，并為后續(xù)類似項目實施積累了寶貴經(jīng)驗。