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在岩溶见洞率达92%的地下30米“地质禁区”，2台双模盾构机在原有每月60至80米的效率基础上，实现了月均掘进90米的突破，并创造了同类地层盾构施工“零事故、零沉降、高效率”的新纪录。“盾构机要在这块不断渗水的‘豆腐地’里掘进，离不开‘金刚身’与‘透视眼’的助力。”项目总工程师念冬说道。
中交三航局六公司建设的广州地铁8号线项目北延段滘凤区间地处灰岩区，隧道顶部是流塑状的富水砂层，松软如豆腐，底部却是强度超过普通混凝土两倍以上的坚硬灰岩，上砂下硬地层占比超20%。“刀具在软硬不均的岩土面旋转，极易造成刀圈崩裂、偏磨、脱落等问题。”念冬表示。项目团队在前期的模拟掘进中总结出，在如此极端不均的地质条件下，传统单一模式的盾构机面临根本性局限——土压模式在富水地层易喷涌失稳，而泥水模式在硬岩段效率低下且成本高昂。“如同只配有一把钥匙，却要打开‘软硬不吃、干湿不定’的连环锁，可行性极低。”项目生产副经理王利伟一针见血地指出核心矛盾。
为此，项目团队摒弃了传统的“二选一”模式，着手设计一台能够智能“换挡”的盾构机。团队针对地质特性，从风险分级管控，地面预处理加固、刀具、掘进参数分析等方面进行剖析，不断优化施工方案，并经过反复论证，创造性提出了“土压/泥水双模式盾构+综合调控”的成套技术方案，2台土压/泥水双模盾构机分别承担区间隧道左线和右线的掘进任务。
针对地层上软下硬且易结泥饼、排渣不畅等难题，团队为盾构机配备了“泥水直排+螺旋机排渣”的双通道系统。“核心就是智能应变”，技术员林志建指着模式切换流程图说道。盾构机掘进时，一旦碰到富水砂层和溶洞，便可立刻启动泥水环流模式，用泥浆压力护稳掌子面的同时也能实现直排渣浆。而当盾构机钻进黏土和硬岩层，则可以切换成土压模式，启用螺旋机高效排渣，全力提升速度。土压/泥水双模式从根源上降低了滞排与结泥饼的风险，使盾构机得以在安全与效率之间实现最佳平衡，由此锻造了“金刚身”。
但项目区间大量无填充或半填充的溶洞与地下暗河连通，如同隐藏的水囊，随时可能引发突水涌砂。为实现对岩溶地层的精准掌控，项目团队决定再给盾构机装上“透视眼”，并构建一套“勘探-治理”协同体系。
团队为盾构机加装了超前地质探测系统，如同“移动的CT”，可以帮助盾构机在掘进中扫描前方30米的地质情况。同时，团队还在地面采用地质雷达对已掘进区域进行周期性“复查扫描”，排查隐性空洞。对于探明的可能对盾构掘进造成影响的溶洞，则采用“双液浆封边+注浆填充”工艺进行靶向预加固，并通过梅花形布孔和袖阀管注浆工艺，对隧道结构外缘2米范围内的软弱地层进行加固，从而为双线盾构安全穿越提供了稳定、均匀的地质环境。
得益于智能应变的“金刚身”与精准勘探的“智慧眼”，项目土压/泥水双模盾构机得以在复杂的上软下硬地层中高效穿行。项目团队不仅实现了掘进速度的突破，这一集成了智能装备、精准勘探、主动加固与立体管控的“复杂地质盾构施工方案”，也为后续同类工程施工积累了宝贵的技术管理经验。（宋超）