中铁南京长江隧道工程关键技术

中铁十四局集团有限公司南京长江隧道工程指挥部欢迎各位领导专家莅临南京长江隧道参加股份公司盾构隧道技术交流会NanjingYangtzeRiverTunnelProjectofChinaRailwayShisijuGroup中国鉄建股份公司盾构隧道技术交流会尊敬的各位领导、各位专家：我叫王华伟，现担任中铁十四局南京长江隧道工程指挥部总工程师职务，我汇报的题目是《南京长江隧道工程综合施工技术研究》，包括以下三项主要内容：一、工程总体情况介绍1、南京长江隧道工程项目概况2、南京长江隧道工程特点、难点及风险点3、设备情况简介二、南京长江隧道工程施工情况综述三、开展的技术攻关和施工综合技术研究1、研究背景和意义2、南京长江隧道创新之处3、开展的主要研究项目和阶段成果不当之处敬请批评指正！一、工程总体情况介绍

1、项目概况

南京长江隧道工程盾构隧道设计为双向、双洞6车道，其中左线盾构隧道长3022m，右线盾构隧道长3015m。隧道采用两台直径Φ14.93m泥水盾构，由江北始发井出发，同向掘进施工。盾构隧道水文地质情况盾构隧道工程区段属长江河床及高河漫滩，地形开阔平坦。地表主要为农田、水塘、苗圃等。盾构穿越江面宽度约2600m，高水位多年平均值8.37m，最大水深约28.8m。隧道通过地段主要地层分布为粉细砂、砾砂、圆砾和强风化砂质泥岩。盾构隧道管片盾构隧道管片内径13.30m，外径14.50m，厚度60cm。每环衬砌由10块管片组成，环宽2m。管片拼装设计为7块标准块、2块相邻块和1块封顶块，分Z型Y型两种管片模式。管片设计强度C60，防水等级S12。一、工程总体情况介绍2、南京长江隧道工程特点、难点及风险点南京长江隧道是一项世界瞩目的宏伟工程，南京长江隧道工程面临一些世界级的技术难点和挑战。本工程特点、难点及风险点主要包括以下六个方面：⑴盾构直径超大荷兰的绿心隧道盾构机直径14.87m，是目前世界上已建成的直径最大的盾构工程。南京长江隧道盾构机直径14.93m，是目前世界上直径最大的盾构机之一，直径超过世界上已建成的最大盾构隧道。虽然盾构机尺寸的增大仅是数字的增大，但是由于盾构机尺寸的增大带来的则是施工难度和风险的几何增长，盾构机直径的超大带来的一系列问题是施工面临的挑战之一。

⑵水压力高南京长江隧道盾构机工作压力高，最大达到6.5㎏/㎝2（即相当于65m水头压力），在超大直径盾构水下隧道项目中是世界最大的。⑶地层透水性特强长江南京水域的江中主要为粉细砂地层，以及部分砾砂、卵石层，砂层透水系数是粘土层的千倍以上，在如此高透水性地层条件下，而最大水压力达到6.5㎏/㎝2，所有的水头压力均直接作用在隧道上，江底隧道掘进风险是巨大的，如何安全、顺利完成施工是一个具有挑战性的课题。

⑷水下一次掘进距离长，刀具保护要求极高南京长江隧道长度超过3km，而且地层条件复杂，以砂层为主：①如果在同等地质条件下，由于盾构直径超大，南京长江隧道3km的掘进相当于直径6.3m的地铁盾构掘进17km。②同样的盾构机刀具，在石英含量高的砂层中盾构机刀具的磨损是软土地层中的10倍以上，也就是说：南京长江隧道盾构机掘进完成3公里长的江底隧道，相当于同样直径的盾构机在软土地层中掘进30公里。因此刀具的保护是施工中必须克服的难题。⑸盾构始发和接收超浅埋按照一般作法，盾构机始发和接收覆土厚度一般不宜小于1倍盾构机直径，而本工程权衡深基坑和盾构出洞双重困难，选择盾构机始发埋深仅为0.37倍盾构直径（5.5m），在国内是埋深最浅的；除了荷兰绿心隧道以外，世界上还没有更浅埋深盾构始发范例。另一方面来说，盾构超浅埋始发和接收的顺利实现，对我们以后进行类似工程建设提供了重要参考和依据，并且盾构隧道埋深的减少将会带来巨大的经济效益，推动盾构施工技术进步。⑹江底盾构覆土厚度浅由于受客观条件的制约，线路纵坡设置虽然达到最大规范坡度，但是在盾构到达井一侧的江底，有一江中冲槽段，该冲槽段盾构最小覆土厚度仅有11m（仅有0.7倍盾构直径）。而且该段地层为高透水性、松散的粉细砂层，水深却高达20多米，在这样高水压、浅覆土极端困难的条件下进行隧道施工安全风险极大，这也是南京长江隧道面临的难题和挑战。鉴于南京长江隧道面临的上述六大技术难题和挑战，在没有现成经验可供借鉴的情况下，为了安全顺利完成这项史无前例的工程施工，我们建立了三级专家体系，坚持依靠专家团队的智慧，为工程施工保驾护航：1、以钱七虎院士为首的专家委员会2、以梁文灏院士为首的现场专家组3、由具有丰富施工经验的国内外相关专家组成的工地专家组自2006年以来,我们先后聘请国内外盾构设备、盾构隧道施工相关的业内知名专家共计25位（包括钱七虎院士、梁文灏院士、日本专家秋源、法国布依格专家龙尚等），分别针对施一系列技术难题进行了专题论证，截至目前已经在现场召开了35次专家评审会，有力的推动了隧道建设的安全顺利进展。3、设备情况简介根据南京长江隧道穿越地段水文和地质特点，我们量身定做了两台德国海瑞克公司生产的直径为14.93m的泥水平衡盾构机进行南京长江隧道施工。根据南京长江隧道工程的要求，盾构机设计具有如下先进性：1、刀盘刀具设计有71把能够在常压下进行更换的刀具，且安装了磨损监测系统。2、主驱动：带有特殊压力装置的密封系统符合高工作压力，在盾构机轴心部分中部达到7.5bar的要求。3、主轴承设计寿命达：17,600小时。4、先进的PLC系统实现了故障自动报警，确保盾构机处于良好工作状态。5、盾体⑴设计有大型碎石机，可以破碎直径达到1.2m的石块。⑵先进的冲洗冲刷系统减少了开挖舱内碴土粘结或大量碴土沉积的情况。⑶盾体设计有锥度（由三个直径组成），即使在施工过程中遇到长时间停机的情况，恢复推进时仍能确保盾构机轻松前进。6、盾构机的操作采用气泡调节技术，能够保证支撑压力的精确率为+/-0.05bar。在不稳定的、混合地层中能够安全地进行隧道开挖操作，外界压力的变化不会对开挖面的稳定造成影响，沉降控制在+20mm～-40mm之间。7、盾尾专门设计了用于高工作压力的的密封系统，包括3道钢丝刷、1道钢板束和1个应急密封。8、盾构机的主要部件都设计用于长距离隧道掘进工程（超过15公里）。二、南址京长江够隧道工烧程施工千情况综搅述南京长鼻江隧道秘工程自200亿5年3月29日开工躲以来，闹经过四递年来的灭努力，绑相继完雹成了以串下工作恶：1、克辈服了拉国际秆融资污和国绕际招脖标程慨序复扑杂、避不可命控因胁素多邮的困域难，乏按期王完成婶盾构史机及复配套她设备欢的选益型和泛采购惕工作常；2、用5个月的除时间完美成了按谷正常工益期需要嚼一年才秋能完成跌的江北浑工作井睬全部土购建任务勉；3、仅用58天时览间就岛完成号了正赞常需理要近酒五个挥月时小间的窑盾构脂机组符装，汇第一杨台盾岸构机标于08年1月15日试掘犁进，2月27日正暑式掘畜进，伏目前阿已掘堪进23纺00米；第仗二台盾斗构机于08年5月16日破门怒进洞，20中09年5月20日，机左线标隧道盐实现收贯通；4、30刃43环管咸片生旬产已夸经于08年11月13日全蛇部完康成，净其工徒艺控弃制水段平和昼质量枯达到朽世界迈先进泻水平还，箱嫁涵已凡于08年7月30日提前境两个月附完成了308罢2块的全向部生产锁任务；5、梅子东洲接收没井自07年9月份榜开始多分段直开挖铸，08年6月25日提前5天完旱成全散部土献建施嘉工，墨保证均了盾允构机陷的到宁达接蒸收。三、开撑展的技饰术攻关记和施工扔综合技花术研究1、研描究背丘景和嗓意义2、南踪蝶京长柴江隧房诚道创其新之佳处3、开暗展的砖主要奥研究读项目汤和阶窗段成纲果三、端技术吸攻关黑、关至键技撞术研角究的尼开展虽情况1、研愁究背供景和致意义目前国务际上修收建的大兵型跨江鸡、跨海沸隧道还岂很少，仗国内则浮更是刚歼刚起步愧，在这绞方面还属没有经丧验,传统例的设朱计与劝施工紫方法喷难以笛满足典超长刮度、拆大深展度、斤大断誓面的誉隧道雪及地东下工环程的妥要求盒。面变对我县国将俩建的招一批轻越江联跨海乡丰等特鞋长隧豪道工弊程，渠一方神面我盆们要抛紧跟恰国际伤研究免的前保沿，撒另一诉方面政则要励依托俭南京茄长江氧隧道伞工程唇，开扮展超更大直王径泥时水盾朝构核惜心技透术研领究。2、南京茎长江隧谣道创新贪之处以南花京长势江越子江隧既道工刃程为绘依托愿，对超大直绍径盾构耀隧道的礼衬砌结贫构型式煌及力学唱行为、茂超浅覆凉土始发碎和接收桃施工技妄术、施某工风险处分析与绢应对措亿施以及誉高水压诱、长距率离、浅民覆土条黎件下河圈床处理泽及掘进荷施工技悄术等建造触关键技习术进行天深入研宜究，解甚决复杂石地质条怒件下超赶大直径春盾构隧定道建造婆技术难找题，形揉成具有详自主知浓识产权萌的、整介体上达棚到国际铃先进水射平、部狂分技术条达到国辉际领先固的越江源隧道核圣心技术赖体系。2、南汪京长颤江隧欲道创俩新之圣处创新点摊：⑴发谋展超大站直径盾允构施工威核心技粗术；⑵作总结极出复鼓杂地山层条费件下胖盾构插刀具绣切削孤机理耐和刀散盘优由化设水计原欠理，登掌握染合理沸的最使小覆筹土厚冬度及垮相应索的安隔全掘两进模薯式和融掘进匠参数截的关斧键核著心技撑术，肯建立穷泥水售劈裂萍理论歉，整源理出浆劈裂狮发生樱以及额泥水圣喷发今的判恼别标罪准；⑶故发展等跨江洽跨海佣盾构愧风险替的评降估和缘瑞防范兆理论尖，建宣立风协险分东析与彻评估谁的核南心技搬术体梯系。3、开展率的主要迎研究项凶目和阶北段成果南京晒长江侨隧道立工程并综合漠施工鸟技术毁研究早涉及拾两方罪面内述容：一是机浩械设备答方面。秩南京长扩江隧道片采用直券径14美.9车3m泥水译平衡乖盾构城进行普施工有作业献，对茧于这许种超授大型驶机械游设备狮的引给进、唤消化沃、吸跃收、荒改进肯，设晋备的嫂运输助、起猪吊、筑组装穗、调付试测杜试，岗以及住设备巷的接模收和抚施工位中的搬保养胜维护汉等等饶，给育我们态提出不了一可系列互的研泻究课昏题。3、开弓展的缝主要稳研究恳项目声和阶刘段成敲果二是篇土建筑方面岸。土很建方防面是乌课题赠研究后的关偿键和意重点究，土沫建方忠面的煤课题吊又分菠以下标几个井方面村进行溉专题隆研究纵：㈠爬推进且专题消。推进专腐题研究忧包括：粪盾构始葵发和接沃收、泥元水、掘扯进参数殃、同步喉注浆等医。㈡迎小覆虑土、科长距玩离专繁题小覆但土、贿长距妹离专缴题研兴究包污括：灾江中息冲槽柴段掘响进参林数的体研究军、长瓜距离重掘进炮刀具疾的保误护等仓。这劳是南渴京长驳江隧宜道科叠研工输作的灵核心乱内容爸。㈢和惭盾构隧袋道配套趟的其他杜工程专机题。和盾星构隧蕉道配搭套的应其他看工程截专题冲研究苹包括信：基衫坑、阵管片棉、同杀步施胜工等拒。㈣坦信息橡化施虎工专叛题。信息化近施工专雾题研究孩包括：县三维仿遮真、远格程监控伍和信息姨快速反宇馈系统拼。㈤安伶全风险泽专题。安全浆风险床专题铅研究访包括环：风粪险分票析和座应对庸措施筑、安丽全穿赤越长削江大卷堤施梳工等捏。南京芝长江姜隧道监工程轨的科张研课绢题将辫主要房诚围绕抹以上蜂两个膝方面鞠，依捧托南决京长晚江隧呆道，裤整合统利用纺国内朗相关糖科研磨单位笛和高陵校研班究机圾构，辆分门各别类蜓展开她各个俯专题赤研究及。3、开累展的皮主要涉研究岁项目屑和阶临段成拦果针对抓两个谦方面纹、六榴个专粱题我坊们开灿展了独一系杜列课限题研菜究，览下面禁我针自对四殃个主拴要课殖题情降况向剥大家很介绍于如下蛇：超大断景面盾构厉隧道衬胜砌结构孩选型及岂力学特曾征研究超大羊直径攀盾构态高水戒压长遇距离沫浅覆竹土条锻件下援掘进脆施工圆技术平研究超大直茫径盾构笋隧道施归工三维伪数值可奋视化仿肾真模拟始技术研司究超大哑直径踏盾构棕、超矩浅覆标土始犁发施僚工技惯术研且究3、开展臂的主要烦研究项输目和阶夜段成果3.严1超大断独面盾构臭隧道衬桑砌结构森选型及扔力学特处征研究南京长瓶江隧道焦穿越软写硬程度叔差异极扒大的混禽合地层卖，隧道水顶部与摄长江最矮高水位马差约60m，隧道禽施工全因过程以居及运营应阶段必玩将承受荷较大的婚外部荷匙载(高水雕压、贪土压腹以及栗其他因各种代形式汉的可鸟预见动和不棵可预现见的似荷载)，同蚊时由的于水稍文及劈燕地质膏原因较，作趴用在浊盾构物隧道肿衬砌烫结构没上的闻水土启压变蛇化也洲较大诊；除罪施工放条件妙困难荷外，令隧道督主体裹结构沈体系芽复杂纷、未自知因凳素众们多，昌在国布内尚伏无同悦类水付下隧窑道的询结构总设计慎、施池工先选例，定为了度确保芝隧道陆在施门工期刻间的贱安全材性，倚在环馅境保垦护、裕建成虚后的驰可靠胖性等叙诸多蜂方面排取得距成效弟，并纽奉获得哥良好况的技巨术经桃济效再益和楚巨大巡寿的综瞒合社幼会效超益，镜开展找其超等大断向面衬挽砌结淹构选胳型及饮力学然特征腔试验馒研究拨，获忠取宝锄贵的克第一柄手原药始资荷料，吩具有举十分谣重要阳的现溪实意交义。管片结布构力学匠行为研喊究已经舅列入国罢家“863”计划研杯究、示正范项目盖。基于对上述御认识粮，我援们在是进行贝管片向高性核能混诉凝土待配比驻和施啊工工狸艺研奔究的执同时纵，和隔项目窑公司狡、铁改四院钥、西哥南交孕通大浩学一际起，购利药用半裤年的谜时间放，在稀现场嫁进行住管片败衬砌驾结构宵体原粮型加急载试荣验，锁研究肌管片品环结挑构在湾通缝英与错牙缝拼格装方宪式下舒、以超及在闭各种柱拼装抖组合颜方式表下的总力学啦行为里特征削，以礼此检获测结者构内善力与塑变形萌，以美及评矿估配妥筋设蔽计，威寻求怕相对柜最优改的拼匙装方西式，乞最后吐通过库破坏拥试验犹观察葡通缝截与错开缝拼蹈装方扮式下味的破控坏特补征。试验蜜内容（1）组栽合管汉片环希加载圾试验猾（模盲拟错订缝拼薪装方禁式）弱；（2）组店合管娱片环何破坏厚试验姻；（3）单跃环管葡片环宝加载洁试验积（模宋拟通令缝拼香装方坚式）课；（4）单拳环管别片环狼破坏航试验走。试验装谨置及加突载试验装连置采用“多功惊能盾械构隧姜道结瘦构体备原型允加载峰系统”装置，量环箍梁颜用于对馒管片环厌施加环取箍力而状产生轴饲力，以猎此模拟词水压，坐而对拉跑梁用于匙对管片和结构施劲加径向架压力而阀产生弯抢矩，在科不同位卡置对结缝构进行逝加载，肆最后在久相对最他优的拼深装方式即下以500慨0kN轴力和旨约31添00钟kN的弯矩轮对结构雕加载破望坏。每个千腾斤顶和锣钢铰线谅提供150暴0kN的集中任力，环捷箍上每弯环需4条环箍目钢铰线抓，提供各最大的锈轴力为600续0kN；在对浸拉梁上索最大能犹提供600眨0kN的对拉床力，在窃进行组薄合管片旨环试验父时，最肺大能提完供30逮00筐kN艰/环的筑对拉暂力，杀最大千能产糕生约60棵00缴kN•m/环的弯险矩。在赢弹性阶崭段内试舒验，只碎需2组千斤哪顶对拉忠即可，优提供300披0kN的对瘦拉力怪，最卧大能搭产生逃约30险00永kN•m/环的弯游矩。组合月管片球环（制错缝鼠）加固载示林意图单环伯管片级环（炕通缝惯）加藏载示笼意图管片试验冬共需再要3环管片概，1环用兰于单投环管辽片环皇加载堡及破启坏试东验，2环用甘于组稻合管橡片环贝加载乳及破认坏试抛验，汗其中吴有1环管葡片需孙平分清成半喝幅宽议环，富对称驼放地塘在1整环误管片结两侧供。测试项唐目油量测项扔目主要悲有管片慎内力、凳管片变缴形、钢汇筋受力银、接缝阀张开、积接缝压扑应力、容螺栓应茶力以及云混凝土补裂缝的睬产生和骨发展等铁。测缝庆计、笛混凝惨土应赞变计咏、钢欠筋计埋设好叉监测元储件的钢富筋笼浇筑完预成、养移护的试肯验用管翁片管片切桃割及切快割后的优管片试验支座下半环拼装拼装伏完成粉的试稻验管秀片穿钢喂绞线架批对配拉习梁组合管乒片环加各载试验单环管话片加载迅试验管片裂劝缝接缝张跟开管片守加载渴破坏螺栓抗考拔试验蹈管片破璃坏通过稿上述仇在现索场进猜行的管片衬症砌结构尤体原型锋加载试段验，我券们验证度了管片口结构及洒设计的登合理性洪，同时炼试验结湖果对我狼们优化牺管片施索工工艺锡，管片栏选型、针拼装顺圣序、螺柿栓紧固蔬等方案显的优化阁和改进圾提供了浩重要依妖据，具弹有重要奇的现实旋指导意恶义。3、开展厕的主要倦研究项岸目和阶广段成果3.2超大浑直径裙盾构楼高水搬压、县长距削离、原浅覆争土条胸件下星掘进贩施工渡技术帆研究研究的亭背景吗南京远长江隧饼道盾构搁施工中展存在的辩重大风兽险点及辰难点射（1）江故中水酬压高但南京散长江沟隧道欧盾构怪机工作压赵力约6.5赛bar芳,在同等徐直径及辛更大直榴径泥水荡盾构项克目中是刷世界最珠大的。东京湾低海底隧玩道最大套水压为6ba搅r,荷兰全绿心虫隧道叉最大冒水压某为5.5骂bar；长鲁江上丽的另材外两蔬条盾钞构隧旁道——上海沪姻崇苏和撤武汉过俊江隧道耕，最大暖水压为5～5.5论bar。（2）江慎中段慈覆土寺厚度血小、逮水压肠大，漏地层字突变江中蜓段最哗小覆奔土厚躬度小耕于1倍盾构侵直径，彻尤其是口江南冲桥槽段覆拖土厚度汪仅有11m（0.7历D），其阵前方以浓大坡度昨覆土厚隆度增加陈，地形库起伏极罚大，而世且地层延为粉细什砂以及献砾砂、腿卵石层绿，切削助面稳定约和泥水京压力很真难控制嗓，稍有微不慎，赔就有可丧能发生铸泥水劈伞裂、江痛水倒灌准事故。（3）一蓝次掘而进距赖离长厨，高窗水压珠下换幕刀困含难15礼m级的超社大直径杜盾构一混次掘进财距离长皮近3公里疯。盾犹构穿坑越的乏地层氏基本矩为砂玩层，千在石趴英含需量高结的砂慢层中蹄盾构龙机刀扣具磨窜损是别软土姓地层态中刀棒具磨斜损的10倍以洁上，伯刀具伏磨损手严重坟。一争旦刀秒具过责于磨散损，姜难以期掘进做，被赞迫停翼机，境将给腹施工攻带来犯极大尊的困除难。声不仅停工期颠、工思程质鲁量难终以保兄证，乱在高蜘水压权的江断底，阶将有脱塌方浸危险毛。高水压舅、小覆硬土盾构皮掘进问碗题，主乞要是泥隆水劈裂辈地层、颤冒浆问别题。国套内外这芦方面研骂究成果足很少，缺没有施女工经验混可供借懂鉴。大直径脖高水压鸽盾构开扇挖面稳偏定问题棉，一直系是困扰呜着国际依盾构界湿的难题继，特别江在高水动压下、漫透水性牵大、稳句定性差翁的地层孔中掘进椒，还没夺有很好厨的方法寺。刀具磨讨损问题搬研究的喷资料就倡更少，酬近年在练地铁盾椒构施工同中，北皇京、广每州、成响都、沈揉阳等地第相继出版现刀具娱磨损等稀问题，猫还没有雷好的评喉价标准火和措施普，特别顿是在高寇水压下普换刀，岭这方面膝研究还片没有展战开。国内外乡丰研究现陆状及研尖究基础鉴于上邮述情况惩，结合锅南京长旨江隧道迟的实际黄条件，眉我们以语南京长直江隧道童工程为哄依托，星研究水墨底盾构付隧道“高水压息小覆土哗施工、点长距离蛋掘进”两个子诊课题的谈相关理梁论和针盈对性技四术措施东，课题腐研究拟柏采用现移场试验旱与监测毁、室内巩模型实痒验、理沫论分析瓜等技术势手段，狸现场实杠验与监吧测为主绢体，室虚内实验坝及理论谅分析为席补充，霉相互配棚合，以纤趋完善匠，达到“研究而成果发服务惧于工器程，取减小泰工程滑施工搞风险填、节肯省工俱程投赵资、廊确保沟工程辅安全析、提悼高工珠程经掉济性”的总晒体目洲的。研究剪目标子课侵题1：南冬京长坟江隧垫道高熔水压眉、小均覆土豆盾构病施工捞技术钟研究（1）构建角泥水劈速裂压力拿（包括被启裂压余力，伸探展压力墙）、劈收裂发生疫位置、河劈裂发鲁生和伸碑展方向帐及伸展亩速度的沙力学模忽型；（2）提肤出盾民构掘资进过除程中叫地层结劈裂今发生爹与掘非进参熄数的嗽关系计，整沟理出铁劈裂拨发生党以及倡泥水钻喷发蜻的判揭别标浓准，片提出弊规避僚泥水染喷发家现象滥发生考的措颂施；（3）提插出覆倒土厚凡度、隶水压命等与蹈盾构策机参栏数及祖掘进私参数翅的关饺系；（4）提出逃合理的贱最小覆调土厚度耳及相应着的安全户掘进模胃式和掘禁进参数邀。子课题2：大型妈泥水盾药构长距惠离掘进滨研究（1）总结道分析刀怠具磨损搜数据，悬针对南匹京长江顿隧道具邀体工程鼓，建立枕磨损对污盾构掘庄进性能塘影响评祥价体系添，提出悉合理掘盆进参数挨和施工喊措施，造增大掘疤进距离旅；（2）综魂合各每研究窝手段留，提萄出盾烛构刀醒具切锹削机哨理和伴刀盘甲优化赌设计婶原理鹊、针冻对不绪同地胳层进扔行刀锐盘、旁刀具类优化速设计盾分析圣。研究脖成果亭汇报右线喇初始两掘进俊段现毛场原别位试汉验选取右辰线初始路掘进长说度135冻m左右进瓜行现场敌原位试史验右线初锁始掘进给段现场典原位试题验选取右领线初始尝掘进长慨度135协m左右进吐行现场桑原位试嗽验，是廊基于以姿下考虑仁：⑴该连段盾构怨施工埋晶深浅，排覆土厚剥度5.称5m～11倦.6跌5m。⑵榆距离截始发博井75己m左右研有一责水塘饿。与荡江中闪浅覆灵土段北工况钩有相滴似之立处。⑶该段鼓施工模便于六进行泽各种剩检测眨原件农的埋性设和爪数据圈测量餐。⑷可以进盯行理论居分析和胖现场的哀实际对伙比。右线篮初始础掘进坊段地露层自败上而牌下分返别为:②-3粘土④淤吩泥质嚷粉质信粘土⑥淤游泥质扯粉质航粘土著夹粉份土⑦-2粉土⑧粉细默砂⑨粉细深砂其中盾兄构穿越搅地层主艰要为④树淤泥质劳粉质粘蚕土地层雾。该土援层含水毕量大，稍孔隙比全大，渗扬透系数语小，强言度指标归小，属壮于典型悦的软弱解粘土。试验目鉴的1)泥水盾块构掘进禽对周围朗地层的匆影响；2)小覆土蔽泥水盾迅构掘进企合理的君施工参本数；3）与捡压力联相关将的包轨括泥套水压北力和符注浆攀压力旱的控奔制指嫁标；监测内灾容1)地表变点形监测指：监测届隧道横雀向和纵菊向地表拐沉降，插绘制横疾向沉降煌槽和纵宴向沉降斯曲线，娘研究地幻玉表沉降细随盾构姿推进的拣变化规酸律；2)地层分涨层沉降帅和水平眯位移监求测：利丛用测斜良仪监测骗不同深搞度处地羡层水平饭位移，腐利用分颂层沉降室仪监测才不同深桑度处地并层竖向榆位移，轨根据水帝平和竖裹向位移庄，判断展盾构施蛮工对土曾体的挤描压情况湖。3)原位析水土纳压力遥及孔辉隙水旬压力局监测套：以宵双膜海土压敬力盒海监测秩土体继原位丧压力锁；利旧用孔眨隙水晕压力凯计记撒录地忍层孔茫隙水献压的芝变化浆，为邪泥水及盾构汽掘进应尤其谷是小姻覆土淹工况歌下掘瓣进时巾泥水敏压力淋和注都浆压时力的腹设定挎提供锋依据汤；4)选取漏第二狭监测锡断面罗，在危临近凉该断罪面前挎盾构遍以较味大泥倚水压色力掘遵进，件取得仗监测种数据哑，与铁正常悔泥水撇压力占掘进亚时所宣取得运的各焦项数具据进咬行对朱比分碌析，凭为江可中小残覆土辟段地侧层处孔理方帮案及蔽施工是参数哭提供四理论绍依据享；5)优化盾叙构施工旺参数：就包括泥房诚水舱压伟力、推耍力、推浊进速度涌、出土筐量、壁栽后压力器和注浆请量、盾性构姿态孝等。第一锻个断左面为捕常规芬掘进引监测项断面祸。第二个况断面为收改变泥桐水特性套、泥水嗽压力、羽推力、黑壁后注邻浆压力薯以及掘候进速度舞的监测屋断面。监测断搜面布置试验分晴两个区乏段，分哑别为在仗距始发渣井70先m处（覆如土厚度8m）和12龄0m处（能覆土衔厚度11m）。1）地表我沉降点婶布置2)地层药分层朵沉降批和水抢平位除移监浊测点河布置第一监钟测断面构分层沉谱降和测罩斜仪布漂点（距饱始发关井70杜m，埋深置约8m）第二监尚测断面下分层沉战降和测仗斜仪布特点（距廉始发浑井12库0龙m，埋穗深约11仁m）3)土压力静和孔隙详水压力哗监测点爬布置第一待监测友断面菊土压尸力计复和孔供隙水氏压计通布点（距始梁发井75哗m，埋深勿约8m）第二挖监测废断面快土压虹力计腾和孔刘隙水叛压计灿布点救图（距耀始发卸井125草m，埋深旋约11胞m）地层分做层沉降位和水平抢位移监乐测点土压致力和仰孔隙舍水压懒力监怀测点监测瞒实施第一好监测感断面会：按英正常艰设定满掘进盾构己切口约到达移离测珍点前30缩慧m时开始拜监测地过表变形饭、测斜固、分层借沉降、鸽土压力幼及水压罩力值。灭其中地卡表变形谎、测斜乞及分层粒沉降每传环测1次，测焦量时间棋安排在确推进结味束后进沙行。土压力戒及水压少力值采届集频率古为每环把测3次。第二监丈测断面假：加大垃泥水压剂力、改银变泥水珠特性、何以更大在推进速圾度掘进单（根据暑第一断扣面试验弦结果）监测斤频率脉基本危与第跌一断号面相伯同，宣加大迟泥水唉压力躬、改暂变泥刺水浓明度、佩壁后宾注浆面压力律较大秒、掘吗进速诊度快语条件亲下进累行监筹测。泡分层雀沉降蓝、土肆压力柔及孔棉隙水认压力络是监永测重哈点。12做5m断面陵地表锋沉降则发展斥过程12狼0m断面3#孔纵团向水蛋平位目移3#孔土压拖计土压拉变化2#孔孔隙腐水压变床化趋势1、通过升右线初蜻始掘进各段现场渴原位试狠验取得翁的监测彻数据，台我们通阿过进行抽对比分颜析，对敲监测方兔案进行膨了优化胀调整（购观测点灿加密、虚泥水采手用分步递加压、行掘进速倘度调整都、加压译产生劈会裂等）程，继续伪在左线云进行试勉验监测蛛。2、通过是进行左父右线原附位试验丽，将成肿果应用夸到室内斧盾构掘疾进泥水天劈裂试硬验装置般上，通锻过理论字分析、脚原位试北验、室焦内模型切试验等效一系列执手段，呆完善江萍中浅覆熔土段的饼施工方稀案，确陕保该段拉施工安尊全顺利篇进行。3、根堂据理榨论计岂算分哥析、赚现场碑原位悠试验梳数据端统计封分析锻、掘典进泥起水劈楼裂试专验装宾置模纵拟，纪形成芝了非于抛填犹方式徐穿越阿江中驾冲槽村段浅漠覆土融的施寻工方滤案并豪通过棒专家音评审序，我扛们严抢格按订照评以审的棵方案夏实施坦，于20城09年4月7日-4月12日安全休顺利穿翼越江中农冲槽超府浅覆土痛段，比叶原计划院提前了7天时述间，怠成功司克服向了覆重土薄是、水碑压大烘、透拣水强邻，极刘容易任发生狡击穿虾冒顶铸、江撇底沉葵降、所坍塌搁的巨昆大风康险，栋破解督了在翠强透急水地扇质、委不进残行河语床处轿理等锐条件涝下穿晕越江衣中冲丑槽浅犹覆土懂的施胁工技浆术难灶题，币填补崇了国饮内同呀类施期工的脚空白画，积钓累了牢宝贵僻经验。泥水盾追构长距犯离掘进苍研究刀盘的屑基本结定构南京长裙江隧道烦盾构刀贵盘形式类为辐条铸面板式督，直径附为14.提93m腐,重量升达400葱t，由6个主辐她臂（1#鸽-6躬#）和6个辅助格辐臂（1#-穷6#）组成对，主辐铁臂上安仿装先行饺刀、刮色刀和小润铲刀，攻辅助辐拍臂上安鲜装大铲绘刀，刀治盘的开寨口率约录为30％。1#主辐尊臂6#主辐奴臂5#主辐浸臂4#主辐址臂3#主辐臂2#主辐糟臂2、刀具递的基本呆结构南京咽长江书隧道川盾构钓机配数备刀钩具总洗数量随为22慈5把（从砌开挖轨错迹上说群是309把）屡，刀盯具由于先行秤刀、闪刮刀凡、铲午刀和租仿形菠刀四义种组惰成。先行刀16把，高出刀盘250mm刮刀189把（常压可更换刀71把，固定刀118把），刮刀高出刀盘200mm。小铲刀3对，安装在1#－3#主辐臂上，铲刀高出刀盘200mm。

大铲刀6对（覆盖31#～38#刮刀的开挖轨迹），安装在1#－6#辅助辐臂上，铲刀高出刀盘200mm。南京长澡江隧道渐盾构在其掘进中隔，尤其荡是在砂谣砾石地评层中掘筋进遇到拨的主要吵问题是直：⑴刀具编磨损过饱快。⑵刀农具磨杆损过秩度。38洞#刀磨常损后38新#刀磨损浊前38远#左侧考虑缴到刀喷具存征在的花上述绒问题逆，我债们对有刀具梯形式耍、加后工工温艺等升各方热面进池行分习析和例研究雷，并剩根据直研究毕结果挽对刀抬具进芽行了朵三种瓜改进春方案衰设计断，以类适应岩砾砂深层掘拐进。走在现艇场取74像2～79茶2环（50环）作喜为改进斤刀具应足用试验登段，不睁同改进抚方案刀药具分别瓦安装在攀同一轨州迹，以场检验各的自优缺待点。通过50环试验拒段统计掀，对三政种改进困方案进膏行了对蠢比分析您：方案I新改需进刀英具总究体性逗能比利原装银刀具独有很购大提戏高，朴但崩派齿现泰象依柴然严付重，乘四把飞刀中悉有3把出现的崩齿现流象，由掀于合金琴头部倒老角较尖尿锐，导目致正常例磨损量肿也偏大路（7高mm左右异；方案II改进刀第具主要秧表现在钢两排合研金之间现刀体磨调损较严骨重，合悠金耐磨缩慧性能较双好，合巨金崩裂残和整体蛛脱落趋扎势严重消，36兼#刀（裕左）惜两排耽合金践全部刷崩裂炎；方案II气I刀具陵表现锡最好捐，所猾有刀献具均钟未出修现任较何崩匀齿现丛象，均自然愚磨损为也很奋小，征几乎张全在3m秀m以内。由于诵方案II绪I性能桌表现兵总体冤良好炼，故拆以改百进方蛛案II背I刀具裳性能厨为计洪算依挽据，暖理论勿计算灵掘进曾距离绒分别匆为38洪#刀具40御0衰m，24竟#～37#刀具在700～10表00演m之间，头其余在10饶00西m以上翼，考柿虑合母金崩沙裂或周其他眯原因鸭对刀脂具寿停命的塞不预殊期影饿响，锈安全修系数东取2，38吃#刀具塘掘进栏距离悄为200轮m，其诸余刀箭具掘棵进距血离在30惹0五m以上质。通过宁在施劣工过肿程对悦刀具菠磨损乒的分本析以踪蝶及进较一步积的改款进与菌工程埋应用县，大余大加势深了讨我们注对砾删砂地夺层刀稻具切秒削机同理、校刀具山选型哥、刀纤具设浮计的州理解俘与认纪识，身换刀驼距离傻由改围进前衰的50环（100叙m）普窝遍提元高到莲改进侦后的30名0环（60战0愈m）以上衰，工程陷效益显尤著，对烛以后类粗似工程酬提供了印一个很伴好的借卸鉴案例增，意义薯深远重归大。左线到别达接收恰井后，盈部分刀绸具照片漫，可以子看出改靠进后的席刀具全伯部表现幼为正常虽磨损，扒未见合援金崩裂果脱落。现场应馒用情况汉：在现酬场实际方施工时霸，方案III刀具界更换况距离税普遍妖在30绪0环以序上，僻几乎凡未出迫现合冈金崩罪裂脱姓落等狡现象腊，与毅掘进德距离删估算谣结果颈基本呈一致浮。方牢案II终I改进料刀具裂在后姿续施嘉工最稳长掘堆进距仁离达辆到了363环（27膀#刀具不）。3、开雷展的被主要傻研究暂项目姜和阶厉段成变果开展招盾构站隧道调施工污三维雾数值宫可视贼化仿忙真模条拟技党术研习究，鉴通过输进行洲隧道帝始发躬和接霉收、透穿越浑长江功大堤猴、最翼浅覆逐土层恶施工旁、复必合土前层施纵工、摇两条获隧道巧临近大超越挠施工呼的三统维可回视化携仿真签模拟阁，达讲到如慈下目悄的：1）通罗过三宁维可假视化膀仿真猫，分胁析隧境道施舒工中给发生剑地表那冒浆环或塌浮陷、虎地表舱沉降文过大册、进农出洞渔土体乔大量土流失老等施想工事旺故的逢可能淹性。狂分析霸发生船隧道苗施工危事故班的机愉理、允原因析和关固键影越响因康素，斥提出份防范位施工碎事故缘瑞的措瓶施，辞评价班和验损证防情范措光施的穷有效诸性和缴合理搞性。2）针对酷南京长锁江隧道肉的结构需特点、岁环境条筹件和施蜡工方案攀，通过室三维可扁视化仿制真，对烘多种施殿工方案扰进行比赠较分析论，评价硬施工方糕案的优孟缺点，岭并对优阻选出来型的施工肢方案进黎行施工扫参数优乐化，实保现施工麦参数的快最优匹革配。3.3超大直谢径盾构蛛隧道施辩工三维锋数值可横视化仿诸真模拟剖技术研走究基于三滴维重构扮几何模驾型建立联的三维援有限元妻模型-整体图模型整炎体长600仙m，宽度203晶m，起她始高唱度10脊4m，单元经总数约10领0万。单缩慧步掘进网步长为2m。盾构机踪蝶出洞施临工有限母元模型分析搞内容魂：拟谣定施碧工方哲案下幸的盾辣构机哲位移会差、扭开挖或面位涂移、替地表扎位移盾构绑机位突移差胆：盾嫩构机歼尾部勒垂直套位移凤减去灭头部下的垂课直位恩移，奇正值布表示钉盾构午机磕烧头，供负值舰表示济盾构袍机抬巩头。开挖雷面的拼位移玻：即啄掌子仇面位忌移，检负值且为土潮体涌嚼出方伙向，裙正值略为盾