盾構機是地鐵施工中最主要的施工設備，它如同一只巨大的穿山甲，在城市地下挖掘土體👩‍🚀、運送渣土🤶🏻、整體前進和安裝管片，從而完成地鐵隧道的修建。但是盾構施工會引起土體沉降，尤其在穿越老舊居民樓、運營地鐵隧道⚪️、電力隧道等敏感建構築物時，會造成既有建構築物變形開裂。如何能提前感知並有效控製可能出現的沉降🥷🏻💆🏿？土木工程學院謝雄耀教授團隊成功研發的“深埋近距離地鐵隧道穿越敏感建構築物關鍵技術及裝備”為解決這一難題提供了創新方案，就像是給盾構機裝上了一雙“透視眼”。該成果亮相不久前舉辦的中國國際工業博覽會的高校展區，並獲高校展區優秀展品特等獎。

謝雄耀教授介紹🔼😯，隨著我國城市規模不斷擴大，對互聯互通需求進一步增強🥷🏽，亟需建設大量大體量通道工程，盾構隧道迎來快速發展🛌。城市核心區地下空間開發、密集建構築物👨‍🦱、復雜地質環境使得盾構在近距離穿越敏感建構築物時🦹🏻，易發生開挖面失穩、鄰近建構築物沉降過大開裂甚至垮塌的安全事故，因此對隧道穿越所產生的沉降進行有效控製成為當務之急。

如何實現這一點呢🛼？研究團隊從地層損失率控製入手🖲，在機理✝️、技術、裝備、平臺四個方面實現了地層損失預測、微擾動施工控製、註漿實時感知𓀇、沉降協同管控的實質性創新✫，提出了“在沉降發生前提前感知並控製”的理念，形成了盾構施工的微沉降智能預警方法與技術，成功解決了盾構隧道近距離安全高效穿越敏感建構築物的關鍵技術難題🦹🏿‍♂️。

“盾構隧道施工，沉降發生的主要原因在於盾構機開挖形成的直徑大於拼裝好的管片直徑🪲，這個空隙是通過盾尾壁後註漿進行填充的。但施工中我們只能控製註漿的壓力和註漿總量⛹🏿，至於漿液註入到管片背後發生了什麽，如何分布🙋🏻‍♂️，現有的手段是看不到的。如果註入的漿液不能充滿盾尾的空隙，就會導致盾尾上方的土體發生沉降，傳遞到地表敏感建構築物就會引起房屋變形開裂等情況發生。”謝雄耀教授說🙇‍♂️，“我們團隊提出的方法是通過雷達來解決這個問題，雷達天線發射的電磁波穿透過管片，經漿液和土體反射回來，這兩者的反射信號存在明顯的差異。通過找出這種差異ℹ️⚄，就能分辨出管片與土體間漿液的分布情況。如同在盾構機上安裝了一雙‘眼睛’，而且是能‘透視的眼睛’”。為了能夠更加快速準確地判斷同步註漿的情況𓀈，謝雄耀教授團隊開發了一種車架隨行式壁後註漿檢測裝備，該裝備能夠在2分鐘內自動完成壁後註漿情況的檢測🈳，如果發現註漿不飽滿，就可以在沉降發生前及時安排二次補註漿。

這一技術的實現依賴於四個方面的創新🎒🤷🏿‍♀️。一是在沉降發生的機理方面開展了大量的模型試驗和數值仿真👲🏽，摸清了盾構穿越不同類型建構築物的地層損失情況和沉降發展規律。二是在沉降控製手段方面積累了豐富的工程經驗，提出了新的註漿漿液配比。三是發明了車架隨行式盾構壁後註漿雷達實時檢測裝備，“透過”管片“看到”實際的註漿情況😿🪶，能夠在沉降發生前二次補漿👇🏼；四是在盾構施工信息聯動交流方面開發了一系列軟件平臺🤵🏿‍♀️✋🏿，打破了現有施工過程中地面和地下溝通不暢的壁壘，使得項目管理人員、工程師、業主等隨時隨地掌握盾構施工情況🙍🏽‍♂️。

目前，該成果已成功應用於上海地鐵🪐、南寧地鐵、濟南地鐵🛝、上海長江隧道🙆🏽‍♀️、北橫通道等國內標誌性工程以及莫斯科地鐵三號線等國際工程中，實現了穿越老舊居民樓、鐵路股道⏺、火車站站房😟、運營地鐵隧道✏️、機場跑道👨🏼‍💻🏭、電力隧道及建築物樁基等敏感建構築物，沉降均控製在10毫米以內，產生直接經濟效益12.59億元。申請專利40項，其中申請國際專利1項（PCT受理階段）🎏，授權發明專利18項，授權實用新型專利7項🦸🏽‍♀️，獲得軟件著作權9項。發表論文80篇，其中SCI論文18篇、EI論文23篇，標準2部☝️。獲上海市優秀發明金獎1項🕯，工法1項。同時👩🏻‍🎨，研究團隊已在土木工程學院開設《智能地下結構》研究生課程，並成功舉辦兩屆智能地下空間國際會議🧎‍♂️。成果總體達到國際先進水平，部分達到國際領先水平🧏🏽‍♂️，顯著推動了城市盾構隧道穿越建構築物的科技進步，為城市地下空間的建設保駕護航。