超大直径土压平衡盾构穿越机场施工关键技术

SHANGHAITUNNELENGINEERINGCO.,LTD.上海隧道道工程股份有限限公司超大直径径土压平平衡盾构构穿越机机场施工工关键技技术上海虹桥桥枢纽迎迎宾三路路隧道新新建工程程报告人：：杨磊2报告内容容1.背景工程程概况2.工程特点点和难点点4.关键施工工技术3.施工前针针对性研研究5.工程施工工效果31、背景工工程概况况41.工程概况况51.工程概况况穿越外滩万国建筑群2010年14.27土压盾构上海外滩隧道盾构尺寸为当时世界最大2009年15.43泥水盾构上海长江隧道国内首条超大直径隧道2008年14.87泥水盾构上海上中路隧道最大埋深75m2007年15.20土压盾构西班牙M30公路隧道全长7Km2004年14.87泥水盾构荷兰绿心隧道8台盾构双向江中对接1996年14.14泥水盾构东京湾隧道特点竣工日期直径(m)盾构类型工程名称61.工程概况况迎宾三路路隧道是是上海““三纵三三横”快快速公路路网络的的重要组组成部分分，也是是虹桥枢枢纽建设设的重要要组成部部分，是是上海市市重大工工程。隧道为上上下2层，每层层均为单单向2车道。工程采用用外滩隧隧道使用用的Ф14270mm的超大土土压平衡衡盾构施施工71.工程概况况盾构始发发工作井井盾构接收收工作井井原位试验验段机场跑道道历史保护护建筑101铁路82、工程特特点和难难点9盾构穿越越特殊复复杂地层层圆隧道施工过程中盾构穿越的主要土层为：④淤泥质粘土、④T灰色砂质粉土，⑤31灰色粉质粘土夹粉砂，⑤3T灰色粉质粘土夹粉质粘土，⑥层暗绿色粘土，⑦1T灰黄色粉质粘土夹粉砂，⑦2灰色粉砂。⑥2.工程特点点和难点点10盾构穿越越特殊复复杂地层层盾构穿越越敏感性性建构筑筑物2.工程特点点和难点点下穿七莘莘路高架架桥墩盾构穿越越北横泾泾盾构穿越越虹桥机机场跑道道和停机机坪（机场不停停飞，直直径>12m盾构尚无无先例）盾构穿越越航油管管盾构穿越越101铁路专线线盾构穿越越历史保保护建筑筑11盾构穿越越特殊复复杂地层层盾构穿越越敏感性性建构筑筑物开挖面稳稳定控制制困难盾构机姿姿态控制制困难工期紧张张2.工程特点点和难点点123、施工前前针对性性研究133.施工前针针对性研研究盾构起推推阶段的的原位试试验理论研究究试验研究究1）盾构掘掘进对周周围环境境的影响响2）盾构施施工参数数方法内容理论方法法数值方法法1）开挖面面稳定控控制2）盾构施施工对周周围环境境影响盾构穿越越机场跑跑道盾构穿越越机场航航油管143.施工前针针对性研研究试验段研研究虹桥机场监测场地H90、H93、H96、H99四个试验验断面其中H90和H96断面布设设水土压压力计监测断面面测点布布置153.施工前针针对性研研究试验段研研究土舱压力力参数对土舱压压力进行行调整163.施工前针针对性研研究试验段研研究同步注浆浆参数对盾尾不不同位置置注浆管管注浆量量进行调调整173.施工前针针对性研研究试验段研研究土舱压力力的影响响同步注浆浆的影响响长时间停停推的影影响183.施工前针针对性研研究开挖面水水土压力力分布特特性水土压力力原位测测试开挖面上上超孔隙隙水压力力和土压压力增量量与深度度关系不不大试验段研研究193.施工前针针对性研研究土舱压力力分布特特性土舱压力力增量与与深度关关系不大大试验段研研究203.施工前针针对性研研究理论研究究土舱压力与施施工参数关系系213.施工前针对性性研究理论研究考虑孔隙水压压力的开挖面面稳定数值分分析欠支护超支护223.施工前针对性性研究理论研究盾构掘进的三三维数值模拟拟穿越机场跑道道穿越航油管234、关键施工技技术244.关键施工技术术均衡施工土层适应敏感建构筑物物保护机场不停航快速施工4.盾构施工过程程中进行工序序优化，提高高施工速度5.不能考虑需要要机场停航的的控制措施1.严格按照确定定的盾构施工工参数施工，，确保盾构均均衡施工2.针对不同地质质情况进行针针对性施工措措施3.采取措施控制制盾构穿越的的敏感建构筑筑物的变形发发展工程顺利完成成254.关键施工技术术—均衡施工土舱压力控制制264.关键施工技术术—均衡施工土舱压力控制制盾构姿态控制制轴线控制轴线纠偏技术术成型隧道稳定定性控制技术术管片选型及拼拼装技术123274.关键施工技术术—均衡施工土舱压力控制制盾构姿态控制制同步注浆控制制6号2号5号3号4号1号④T层灰色砂质粉土⑤1粉质粘土⑤31粉质粘土注浆压力和注注浆量双控284.关键施工技术术—土层适应性④T层土含水量高渗透性强摇振反应迅速速地表沉降控制制困难⑥层土干强度高韧性强流塑性差推进困难298个泡沫注入孔舱内搅拌机4.关键施工技术术—土层适应性④T层降低土体渗透透性严格控制注浆浆压力提高隧道刚度度土体改良同步注浆管片拼装304.关键施工技术术—土层适应性④T层⑥1层改良土体流塑塑性严格控制扭矩矩和推力避免纠偏土体改良参数控制轴线控制降低土体渗透透性严格控制注浆浆压力提高隧道刚度度土体改良同步注浆管片拼装314.关键施工技术术—敏感建构筑物物保护机场跑道、滑滑行道等敏感感地区实行自自动化监测,全过程实时反反馈、分析调调整，以保证证机场跑道等等敏感区域的的最大沉降在在控制范围内内密切关注工后后沉降发展，，开展壁后注注浆控制324.关键施工技术术—快速施工连续出土系统统二层道路同步步施工皮带机同步连连续出土系统统可行走式车道道板底模支承承车架334.关键施工技术术—快速施工管片拼装环节节同步注浆环节节一层道路同步步施工344.关键施工技术术—快速施工管片拼装环节节同步注浆环节节一层道路同步步施工设备工作能力力材料运输方案案施工参数材料供应数量量供需平衡原理理354.关键施工技术术—快速施工设备工作能力力材料运输方案案施工参数材料供应数量量364.关键施工技术术—快速施工盾构故障统计计故障类型发生次数故障时间（h）占总故障时间比例管片拼装系统91495.8260.42%同步注浆系统2274.749.11%盾构机管片吊装系统2774.319.06%盾构机管片输送系统2547.395.77%盾构机出土系统2944.515.42%盾尾密封系统1826.573.24%盾构机推进系统1723.162.82%同步施工1101.22%其他3224.142.94%统计范围：2010年7月24日~10月10日，共计281环374.施工关键技术术施工关键技术隧道稳定控制制技术开挖面稳定控控制技术同步注浆双控控技术盾构姿态控制制技术设备维护保养养技术盾构快速施工工技术385、工程施工效效果395.工程施工效果果2010年6月28日从西工作井出出洞开始掘进进施工405.工程施工效果果2010年6月28日从西工作井出出洞开始掘进进施工2011年3月12日顺利进入东工工作井，完成成933环推进任务务415.工程施工效效果近距离穿越越重要构建建筑物沉降降控制成果果七莘路高架历史保护建建筑迎宾三路隧隧道101铁路航油管沉降要求：：±10mm最大沉降：：-3.6mm±10mm+6.6mm±15mm+4.2mm±20mm+9.2mm±10mm-3.4mm机场跑道425.工程施工效效果10月29日，迎宾三三路隧道竣竣工通车435.工程施工