苏州轨道交通一号线工程建设安全控制关键技术研究

苏州轨道交通1号线是国务院批准苏州地铁规划建设的首项工程，也是苏州建设史上规模最大的工程。作为国际著名的大都市，苏州地处太湖和长江冲湖积平原，地质条件十分复杂，地下水丰富，广泛分布富水粉细砂层，且古建筑众多、周边环境对施工控制要求高。如何确保地铁施工和环境安全，是苏州轨道交通建设的重大技术难题。

针对苏州轨道交通建设安全的重大技术难题，以1号线工程建设为依托，针对环境安全风险、深基坑和盾构掘进施工安全控制等关键问题，采用产学研相结合的研究模式，理论研究、数值模拟、室内与现场试验结合的技术路线，开展了以下系列研究：

1. 《苏州轨道交通土建工程施工动态风险分析与控制研究》
2. 《富水软弱粉细砂地层盾构施工及微扰动控制技术研究》
3. 《苏州地铁深基坑支护结构关键技术研究》

取得的主要创新成果包括：

（1）首次实施了城市轨道交通建设动态风险管理，建立了动态风险管理体系；对基坑和区间隧道进行了风险辨识、分类和评估，制定了动态管理技术方案；编制了《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）。

（2）揭示了富水粉细砂地层盾构掘进引起的地层土体变形、土水压力变化特征，提出了富水粉细砂地层盾构掘进沉降分析方法。

（3）研究开发了适用于富水粉细砂地层的新型同步注浆材料和新型泡沫剂；建立了富水粉细砂地层盾构掘进变位综合控制技术，制定颁发了《苏州轨道交通富水粉细砂地层盾构施工技术指南》。

（4）总结建立了苏州地铁深基坑工程设计岩土层和地下水参数、建立了多支撑弹性地基梁的m值反分析方法、建立了基于现场原位测试的基坑设计参数确定方法。

（5）阐明了苏州复杂地层条件下地铁深基坑围护结构受力与变形规律，提出了适合富水粉细砂地层和承压水层的地铁深基坑围护结构选型方法、设计计算模式、插入比等关键参数确定方法，编制颁发了《苏州地铁车站、区间工程的基坑设计指南》，研制了苏州地铁深基坑工程专家系统。

上述成果直接为苏州轨道交通1号线设计、施工提供了技术支撑，确保了1号线建设安全，并在后续2号线、3号线和4号线中得到了全面推广应用，节省了工程造价12600万元，实现了对周边环境的安全控制，社会经济效益显著。

研究成果已获国家发明专利6项，出版科技专著2部，获得软件著作权1项，在国内外学术期刊上共发表收录学术论文50余篇，编制了指南及规范4部，培养了博士5名，硕士10名。检索报告和项目鉴定意见表明，本项目总体达到了国际先进水平，其中在富水粉细砂地层沉降分析、富水粉细砂地层盾构掘进综合配套变位控制技术方面达到了国际领先水平。研究成果具有广阔的应用前景，推进我国城市地下空间开发的理论与技术水平。

苏州轨道交通1号线是国务院批准苏州地铁规划建设的首项工程，也是苏州建设史上规模最大的工程。作为国际著名的大都市，苏州地处太湖和长江冲湖积平原，地质条件十分复杂，地下水丰富，广泛分布富水粉细砂层，且古建筑众多、周边环境对施工控制要求高，如何确保地铁施工和环境安全，是苏州轨道交通建设的重大技术难题。针对苏州轨道交通建设安全的重大技术难题，以1号线工程建设为依托，针对环境安全风险、深基坑和盾构掘进施工安全控制等关键问题，采用产学研相结合的研究模式，理论研究、数值模拟、室内与现场试验结合的技术路线，开展了《苏州轨道交通土建工程施工动态风险分析与控制研究》、《富水软弱粉细砂地层盾构施工及微扰动控制技术研究》、《苏州地铁深基坑支护结构关键技术研究》系列研究。取得的主要创新成果包括：（1）首次实施了城市轨道交通建设动态风险管理，建立了动态风险管理体系；对基坑和区间隧道进行了风险辨识、分类和评估，制定了动态管理技术方案；编制了《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）。（2）揭示了富水粉细砂地层盾构掘进引起的地层土体变形、土水压力变化特征，提出了富水粉细砂地层盾构掘进沉降分析方法。（3）研究开发了适用于富水粉细砂地层的新型同步注浆材料和新型泡沫剂；建立了富水粉细砂地层盾构掘进变位综合控制技术，制定颁发了《苏州轨道交通富水粉细砂地层盾构施工技术指南》。（4）总结建立了苏州地铁深基坑工程设计岩土层和地下水参数、建立了多支撑弹性地基梁的m值反分析方法、建立了基于现场原位测试的基坑设计参数确定方法。（5）阐明了苏州复杂地层条件下地铁深基坑围护结构受力与变形规律，提出了适合富水粉细砂地层和承压水层的地铁深基坑围护结构选型方法、设计计算模式、插入比等关键参数确定方法，编制颁发了《苏州地铁车站、区间工程的基坑设计指南》，研制了苏州地铁深基坑工程专家系统。上述成果直接为苏州轨道交通1号线设计、施工提供了技术支撑，确保了1号线建设安全，并在后续2号线、3号线和4号线中得到了全面推广应用，节省了工程造价12600万元，实现了对周边环境的安全控制，社会经济效益显著。研究成果已获国家发明专利6项,出版科技专著2部，获得软件著作权1项，在国内外学术期刊上共发表收录学术论文50余篇，编制了指南及规范4部，培养了博士5名，硕士10名。检索报告和项目鉴定意见表明，本项目总体达到了国际先进水平，其中在富水粉细砂地层沉降分析、富水粉细砂地层盾构掘进综合配套变位控制技术方面达到了国际领先水平。研究成果具有广阔的应用前景，推进我国城市地下空间开发的理论与技术水平。