日前，中國鐵道學(xué)會公布了2022年度科學(xué)技術(shù)獎獲獎項目，鐵四院作為主要完成單位完成的《高速鐵路軟土路基小變形控制理論與技術(shù)》獲得特等獎。

高速鐵路對路基沉降要求極為嚴(yán)苛，“毫米級”工后沉降控制是高速列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行的前提條件。而軟土含水率高、孔隙比大，軟土地基極易發(fā)生長期、持續(xù)的大變形，為高鐵建設(shè)帶來巨大挑戰(zhàn)。

據(jù)鐵四院副總工程師孫紅林介紹，我國軟土地區(qū)人口規(guī)模約7億，高速鐵路與周邊開發(fā)需求量大，以服務(wù)人民出行、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為使命的高鐵建設(shè)，必然要“向軟而行”“迎軟而上”。

1999年，鐵四院聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)、中鐵二十四局等單位成立聯(lián)合課題組。二十年磨一劍，課題組于2019年完成了主體研究內(nèi)容，其間發(fā)表論文102篇（其中SCI收錄34篇、EI收錄47篇），出版專著3部，編制國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項，獲得發(fā)明、實用新型專利授權(quán)54件，形成工法4項、軟件著作權(quán)4項，相關(guān)成果作為建設(shè)工程與交叉學(xué)科學(xué)術(shù)引領(lǐng)專題，受到中國科學(xué)院推廣，并被編入高校研究生教育教材。

課題組緊盯高速鐵路路基建造前沿技術(shù)，聚焦高鐵沿線軟土地基大變形與安全運(yùn)營小變形控制之間的矛盾，提出了國際領(lǐng)先的軟土路基沉降控制和變形修復(fù)計算基礎(chǔ)理論，形成了國際首創(chuàng)的路基智能監(jiān)護(hù)模式和變形修復(fù)技術(shù)，極大推動了我國高速鐵路路基工程技術(shù)進(jìn)步。

針對軟土路基小變形控制的關(guān)鍵技術(shù)難題，為達(dá)到“長期沉降可控、服役變形可防、偶發(fā)變形可修”的實際需求，課題組建立了路基小變形控制計算理論。提出了分級分類強(qiáng)化路基結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計思路，形成了不同路基結(jié)構(gòu)的適用條件和設(shè)計原則，創(chuàng)建了“三級（設(shè)計速度）四類（軟土層厚度）五型（結(jié)構(gòu)類型）”高鐵軟土地基加固處理及設(shè)計模式，明確了高鐵軟土路基的分類加固方式，成功解決了深厚軟土地區(qū)高速鐵路無砟軌道路基設(shè)計難題。

為有效解決鄰近高鐵軟土路基施工面臨的長距離、大密度、高頻率監(jiān)測三大難題，實現(xiàn)軟土路基全天候、高精度監(jiān)測和風(fēng)險預(yù)警，課題組研發(fā)了BIM+GIS+物聯(lián)網(wǎng)的智慧型軟土路基變形監(jiān)測系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)形成了國際首創(chuàng)的路基智能監(jiān)護(hù)模式。與傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比，該系統(tǒng)可實時監(jiān)測、實時反饋，節(jié)省人力物力的同時，大大提高了監(jiān)測效率和精度。相關(guān)研究成果在上海機(jī)場線深大基坑開挖項目中經(jīng)受了實踐的檢驗。

高鐵周邊工程活動或偶發(fā)因素容易誘發(fā)地基沉降超限、路基橫向偏移等問題，如何在確保高鐵不停運(yùn)的條件下糾偏路基變形，兼得“魚”和“熊掌”，對于運(yùn)營高鐵整治來說是一個“卡脖子”難題。課題組研發(fā)了高鐵路基三分區(qū)注漿抬升施工裝備和技術(shù)，實現(xiàn)了運(yùn)營高鐵路基的快速抬升與變形穩(wěn)定，發(fā)明了位移應(yīng)力雙釋放-擠壓聯(lián)合定向變形復(fù)位技術(shù)，實現(xiàn)了在不中斷行車條件下的路基橫向變形修復(fù)。該技術(shù)創(chuàng)造了運(yùn)營高速鐵路無砟軌道病害路基豎向抬升、水平糾偏的工程紀(jì)錄。

截至目前，該課題已在湖杭鐵路、南沿江城際鐵路、滬蘇湖鐵路、上海機(jī)場快線等數(shù)十條鐵路路基工程中得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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