隧道股份周文波-我国软土盾构法隧道施工技术综述-ar

(5)越江隧道施工技术从上海成功建成打浦路隧道以来，已有20-30条越江隧道成功建成。通过穿越江河的多条隧道施工实践，我国已形成了一系列过江专有技术，其中主要包括水底监测技术、浅气层应对技术、盾尾防漏技术及隧道稳定性控制技术，这些技术的成功应用确保了越江隧道的成功建设。浦东南路站～南浦大桥站为国内最长的区间隧道（2km），采用皮带运输系统实现高效运输，同时采用叠交隧道施工技术，成功穿越了南浦大桥桥桩。(6)隧道施工高效运输技术盾构法施工中，通过对传统运输设备的配置改进，开发了大吨位设备运输系统和应用皮带运输系统，使盾构施工出土工序的时间大大缩短。另外，对隧道空间的充分应用，也使管片等工程材料的运输和出土工序同步，保证了盾构推进的连续性。通过特殊移动道岔的设计与应用，实现运输车辆在车架后方的及时交会，保证了隧道施工运输线路的畅通和高效。(7)隧道全内衬施工技术这项技术不仅能够保证内衬施工质量，避免产生过多施工缝，而且可以提高内衬的施工进度。由于各模块系统的自动化程度比较高，成环质量明显提高，保证了内衬的施工质量，内衬施工日平均施工速度可达到12m以上。内衬结构施工示意图(8)双圆盾构隧道施工技术2003年上海地铁8号线工程黄兴路站至开鲁路站的施工中首次成功采用了此项施工技术，标志着中国软土地区盾构法隧道工程技术新的突破，也使得中国成为继日本以后第二个掌握此项技术的国家。辐条式刀盘,正面全敞开60cm直径的刀盘辐条在旋转时对前方土体进行挤压,而在后方形成建筑空隙刀盘为扇形,当刀盘水平位置时,上部无支撑盾构宽度宽,中间为凹槽,可能存在背土现象准备壁后注浆系统以备用，确保浆液及时填充盾构与管片间的建筑空隙；利用盾构中心顶部的注浆孔及时填充润滑材料，减少凹槽处的背土现象；进行土体改良，增加土仓内土体的塑流性能，及时填充辐条留下的建筑空隙摸索并设定与外部原状土相当的土压力值，减少对正面及上部土体的扰动盾构同步注浆为上下两点注浆,浆液无法及时填充设置有效的地面变形监测点，及时进行地面变形的监测。2.2国际先进水平的软土盾构法施工技术随着地下空间的开发，盾构施工技术已广泛地应用于软土层的市政工程领域。自上海首次开展软土隧道可行性试验至今，通过众多的工程实践，我国的软土盾构法施工技术得到快速提升，积累了大量施工经验，形成了独具特色的施工工艺、工法，并形成了一系列处于国际先进水平的软土盾构法隧道施工技术。(1)垂直顶升建设取排水口施工技术

从隧道内部用顶升方法安全、快速地向上顶出通水立管，顶升不受水面风浪和气候影响，顶升完毕后，只需短时小规模的潜水作业，揭开通水立管的顶盖即可完成。该技术安全、快速、经济而又不受水上风浪潮汐影响。上海外高桥电厂三期取排水隧道（垂直顶升）措施：1.预先对顶升部位的隧道进行周边土体加固和隧道内部加固；2.预先加工顶升管节、顶升装置等；3.顶升施工应做好顶升口的防水措施；4.顶升作业应严格控制施工参数，并加强管节垂直度的测量。效果：目前电厂取排水隧道已经投入运营。(2)近距离穿越运营中的隧道施工技术通过对叠交隧道影响的研究、分析和模拟试验，我国在施工中加强监测，由此积累了一套在上海软土地层条件下处理盾构掘进时相邻隧道相互影响的经验，形成一整套长距离叠交隧道掘进技术，从而把软土盾构法隧道施工中，近距离隧道的相互影响降到最低限度。地铁2号线穿越运营中的地铁1号线地铁2号线人民公园站河南路站区间隧道施工中，盾构出洞段将需穿越营运中的地铁一号线区间隧道。盾构构出出洞洞后后仅仅12m距离离与与地地铁铁一一号号线线隧隧道道呈呈85°°斜交交；；一号号线线隧隧道道底底部部与与二二号号线线隧隧道道顶顶部部间距距仅仅为为1m；隧道道埋埋深深达达17.5m。地铁铁一一号号线线沉沉降降控控制制在在3mm内，，从从而而确确保保地地铁铁正正常常运运营营。。同同时时，，该该区区间间隧隧道道创创优优质质工工程程。。上海海轨轨道道交交通通7号线线6标昌昌平平路路站站～～长长寿寿路路站站区区间间隧隧道道工况况：：2号线线隧隧道道底底距距离离7号线线盾盾构构顶顶部部约约2米。效果：2号线最大大沉降量量仅为-2mm穿越区段段平面图图天平路衡山路徐家汇公园轨道交通通9号线6标盾构上上穿1号线盾构与1＃线隧道距离设计值盾构与1＃线隧道距离实测值盾构顶覆土1＃上行线1＃下行线1＃上行线1＃下行线1＃上行线1＃下行线9号线下行线2.35m1.33m2.45m1.45m4.64m4.56m9号线上行线1.73m0.93m1.66m0.83m4.42m4.24m施工难点点：1、盾构与与1号线隧道道净距较较小，最最小处0.83m。2、穿越段段盾构顶顶覆土较较浅，最最浅处4.25m。3、穿越段段隧道轴轴线复杂杂，存在在R400m平曲线和和R5000竖曲线。。穿越情况况：1、1号线上行行线隆起起1.6mm，下行线线隆起2.1mm。2、地面隆隆起最大大18.3mm，沉降最最大17.3mm。(3)大直径径盾构构推进进与地地面沉沉降控控制技技术通过对对大断断面泥泥水盾盾构的的开挖面面稳定定、施工(4)大直径径盾构构法隧隧道稳稳定控控制技技术该项技技术研研发了了高重度度、抗剪切切、早期强强度高高和抗液化化的单单液浆浆，通过过先进进的同同步注注浆控控制软软件，，加强强对管管片脱脱离盾盾尾产产生建建筑空空隙时时同步步注浆浆的控控制，，在注注浆的的过程程中通通过控控制注注浆压压力和(5)盾构法法隧道道内部部结构构同步步施工工技术术在盾构构施工工过程程中将将盾构构推进进和内内部道道路现(6)浅覆土土双圆圆盾构构施工工环境境保护护新技技术通过有限元元计算算、理理论分分析、、试验验研究究、现现场监监测及及数据据耦合合分双圆盾构近距离穿越地面民房----有限元模型6号线11标区间隧道道双圆盾构构浅覆土施施工双圆盾构机机在该区间间施工时，，将穿越““L”形民房建筑筑物；盾构机与地地下室间的的净距为1m左右；同时在张杨杨路福山路路路口最浅浅覆土处仅仅为4m；且处在27‰的上坡推进进阶段，并并处于交通通繁忙，地地下管线众众多地段。。穿越共同沟沟穿越民房浅覆土区域域小半径R＝420m效果：在双圆盾构构施工时有有效地控制制了建（构构）筑物和和地表变形形，成功穿越了了建（构））筑物。在小曲线半半径和超浅浅覆土条件件下，盾构构姿态和隧隧道轴线控控制良好，，并确保了了周边环境境的安全。。(7)盾构水中进进洞施工技技术2008年5月23上海长江隧隧道上行线线贯通，其其盾构进洞洞采用目前前世界上最最先近的进进洞方式—水中进洞洞。水中进洞洞就是当当盾构机机进入接接收井时时，利用用泥水平平衡原理理，在接接收井内内注满泥泥水，可可保持井井壁周围围土体稳稳定和施施工人员员、已建建隧道、、盾构设设备等安安全。水中进洞洞特点：：工艺先先进，经经济可靠靠，实时时监控严严谨。(8)盾构法隧隧道施工工信息化化管理技技术采用神经经网络、、解析法法、模糊糊控制以以及时序序分析等等方法从不同的的角度设设计了各各类施工工分析的的基本模模型并开发了系统名称研究时间主要研究单位及个人上海地区地铁隧道施工专家系统（STES专家系统、GMF预测系统）90年代初上海隧道股份，上海大学周文波等盾构法隧道施工智能化辅助决策系统（STES专家系统、GMF预测系统、CS咨询系统、QCF查询系统）1997年上海隧道股份，上海大学周文波、吴惠明，胡珉等盾构法隧道信息化施工控制2002年同济大学地下建筑与工程系廖少明,侯学渊EPB（土压平衡盾构）盾构信息化管理系统2004年铁道第二勘察设计院桥隧处同济大学林志,胡向东盾构法隧道远程智能系统（实时信息子系统，智能咨询子系统，信息发布子系统）2005年上海隧道股份，上海大学周文波、胡珉等基于CAN总线的盾构施工控制系统的研究2006年同济大学机械工程学院李万莉，何平，周奇才盾构法隧隧道施工工信息化化管理技技术一览览表返回近几年来来，我国国隧道及及地下工就城市地铁隧道而言，建设部最新统计显示，中国内地目前已有北京、上海、广州等15个城市陆续修建地铁及轻轨线路并已投入运营，建成投入运营及试运营的线路共有22条，运营及试运营里程共602.3公里。这里着重介绍盾构法施工技术在我国轨道交通建设、大直径公路隧道建设和能源隧道建设中的应用情况。3.软土盾构构法施工工技术在在我国的的应用3.1盾构法隧隧道施工工技术在在轨道交交通区间间隧道建建设中的的应用上海地区区的土质质是典型型的含水水软土地地层，1991年，上海率率先引进进法国FCB公司的7台Ф6.34m土压平平衡式式盾构构，建成成了长长16.8km的地铁铁1号线区区间隧隧道。。为我我国在在含水水软土土地区区的城城市中中修建建隧道道提供供了宝宝贵的的经验验。上海轨轨道交交通主主要采采用土土压平平衡盾盾构进进行施施工。。目前，，上海海已有有8条轨道道交通通线路路投入入运营营（约260km）；在建的的轨道道交通通有7条，按按照规规划，，到2012年，上上海将将建成成500km的轨道道交通通。上海广州地地区土土质是是典型型的复合地地层，在隧隧道开开挖断断面内内的垂垂直方方向和和水平平方向向上都都可能能存在在多种种地层层的组组合，，因此此，在在不同同类别别岩层层中的的盾构构施工工，其其施工工进度度、施施工参参数、、刀具具的磨磨损特特性等等方面面都具具有很很大的的差异异。广州的的第一一条盾盾构法法轨道道交通通线路路（广广州地地铁1号线））始建建于1993年12月底，1999年正式式开通通运营，，全长长18.48km，其中中从黄沙～～烈士士陵园园共有有6个区间间隧道道采用用盾构构法开挖，，开创创了我我国在在复合合地层层中采采用盾盾构法法修轨轨道交交通区区间隧隧道的的先河河。目前，，广州州已有有4条轨道道交通通线路路投入入运营营（1号线、、2号线、、3号线、、4号线）），共计100多公里里。按照照规划划，至至2010年，广广州将将建成成9条轨道道交通通线合合计255km。2010年之后后，广广州的的轨道道交通通规划总总里程程将达达350公里。。广州目前用用盾构构法隧隧道施施工的的城市市一览览表序号城市所用项目1北京地铁2上海地铁、过江隧道3天津地铁4重庆过江隧道5广州地铁、过江隧道6深圳地铁7南京地铁、过江隧道8杭州地铁