超大直徑盾構(gòu)隧道工程技術(shù)的發(fā)展.docx

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1、超大直徑盾構(gòu)隧道工程技術(shù)的發(fā)展摘要：論文介紹了日本、德國(guó)的直徑大于14m的盾構(gòu)法隧道工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)及在越江跨海和城市地下道路工程中的應(yīng)用過(guò)程。近6年來(lái)，我國(guó)上海在越江道路隧道工程中采用φ14.89m盾構(gòu)施工2條雙層4來(lái)4去8車(chē)道的超大斷面隧道；又在長(zhǎng)江底下采用2臺(tái)φ15.43m盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)2條長(zhǎng)7.5km的3來(lái)3去6車(chē)道的超大斷面隧道；還在市中心外灘道路下掘進(jìn)了1條雙層3來(lái)3去的車(chē)行隧道。論文展望了國(guó)內(nèi)外超大斷面盾構(gòu)隧道工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景。Thepaperintroducesdevelopmentoftunnellingtechnologyapplie

2、donJapaneseorGermanTBMboringofdiameterlargerthan14manditsprocessofapplicationincrossriver/seaandurbanmotorwayprojectsunderground.Nearly6yearssince,φ14.89mTBMdriventunnelofextralargecross-sectionwithtwinboreswasbuilt,eachborewithtwocarriageways,doubledeckof2laneperdeckconfiguration,

3、againundertheChangjiangriver,2φ15.43mTBMs,eachboredone7.5kmlongtunnelwith1carriageway,3laneconfigurationofextralargecross-section,andstillanothertunnelundermotorwayalongtheBundindowntownShanghai,adoubledeckwith2carriageways,eachof3laneconfiguration.Thispapertakesanoutlookondevelopm

4、entofTBMtunnellingwithextralargecross-sectionbothwithinthecountryandabroadtogetherwithitsapplicationprospect.1??超大直徑盾構(gòu)隧道工程技術(shù)的發(fā)展國(guó)外盾構(gòu)法隧道工程技術(shù)在近20年來(lái)向大深度、大斷面、長(zhǎng)距離的方向發(fā)展并建成一批超大直徑的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一個(gè)直徑大于14m的超大直徑盾構(gòu)隧道工程是日本東京灣的海底道路隧道工程[1]。長(zhǎng)9.4km的隧道采用8臺(tái)φ14.14m泥水盾構(gòu)掘進(jìn)施工,于1996年竣工，見(jiàn)圖1所示。盾構(gòu)采用先進(jìn)的自動(dòng)掘進(jìn)管

5、理系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)量管理系統(tǒng)和自動(dòng)拼裝系統(tǒng),8臺(tái)盾構(gòu)各掘進(jìn)了約2.6km并在海底實(shí)現(xiàn)了對(duì)接,體現(xiàn)了高新技術(shù)在盾構(gòu)法隧道工程中的應(yīng)用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘進(jìn)，隧道管片分為11塊，厚度1625px，結(jié)構(gòu)計(jì)算采用彈性地基梁模型，接頭彈簧系數(shù)經(jīng)管片接頭試驗(yàn)取得。圖1a　東京灣道路隧道工程平、剖面圖1997年6月，日本東京營(yíng)團(tuán)地鐵7號(hào)線麻布站工程，采用1臺(tái)Φ14.18m母子式泥水盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)一條長(zhǎng)364m的3線地鐵隧道后進(jìn)入通風(fēng)井，然后從大盾構(gòu)中推出Φ9.70m的盾構(gòu)掘進(jìn)777m的雙線隧道。這是世界是第一臺(tái)大直徑的母子式盾構(gòu)，體現(xiàn)了盾構(gòu)技術(shù)的新發(fā)展。

6、圖1b　東京灣道路隧道φ14.14m泥水盾構(gòu)圖2　易北河第4隧道φ14.2m復(fù)合型泥水盾構(gòu)1997年開(kāi)工的德國(guó)漢堡易北河第4隧道工程[1],長(zhǎng)度2.6km,河底最小覆土僅為7m(小于0.5D),采用海瑞克公司制造的φ14.2m復(fù)合型泥水盾構(gòu),見(jiàn)圖2所示。穿越的地層為堅(jiān)硬的粘土、礫石,含水豐富,透水系數(shù)大,掘進(jìn)施工十分困難。盾構(gòu)機(jī)中心設(shè)有3m直徑的先行小刀盤(pán),泥水艙下部設(shè)有可破碎直徑達(dá)1200mm巨礫的破碎機(jī);另一項(xiàng)新技術(shù)是地震測(cè)量系統(tǒng)，稱(chēng)為“聲波軟土測(cè)探系統(tǒng)”（SSP），可為整條隧道推進(jìn)過(guò)程采集數(shù)據(jù)測(cè)量，提供盾構(gòu)前20-30m的三維反射圖象。這臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)還

7、設(shè)計(jì)了在常壓狀態(tài)下的刀盤(pán)更換設(shè)施。盾構(gòu)技術(shù)體現(xiàn)了國(guó)際先進(jìn)水平。易北河第4隧道工程于2003年竣工。該φ14.2m復(fù)合型泥水盾構(gòu)經(jīng)維修保養(yǎng)后于2003年用于俄羅斯莫斯科lefortovo地下道路隧道工程，掘進(jìn)長(zhǎng)度2.5km，為單管3車(chē)道隧道；以后又在莫斯科西部掘進(jìn)2條2.2km的道路隧道。φ14.2m復(fù)合型泥水盾構(gòu)總共掘進(jìn)4條道路隧道，總長(zhǎng)度9.5km。荷蘭格累恩哈特隧道,是阿姆斯特丹到布魯賽爾高速鐵路隧道工程，長(zhǎng)度7,156m，中間設(shè)3座工作豎井,穿越地層為砂土，隧道埋深30m，采用法國(guó)NFM廠制造的外徑14.87m泥水氣平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，見(jiàn)圖3所示。掘進(jìn)施工

8、相當(dāng)順利，日掘進(jìn)速度約10m，隧道于2005年竣工。