盾构法水下隧道工程技术的发展

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1、万方数据第29卷第2期2009年4月隧道建设v。1．29N。．2死nnPZIC匆n5f川cffDnApr．2009————————————————一——一』————一盾构法水下隧道工程技术的发展杨文武(AEcOM茂盛亚洲工程顾问有限公司，广东深圳518001)摘要：盾构是建造穿越江河、海峡水下隧道的主要工法之一，其工程技术的现代发展趋势主要针对隧道大断面、高地下水头和长掘进距离等3大方面。文章就已建成的几大标志性盾构法水下隧道工程(英法海峡隧道、日本东京湾公路隧道、荷兰西斯凯尔特河隧道、德国易北河第四通道隧道、上海崇明长江通道隧道)就其上程规

2、模和技术特点，讨论水下隧道盾构工法的技术发展。关键词：盾构；水下隧道；隧道技术中图分类号：U455文献标志码：A文章编号：1672—74lx(2009)02一0145一07DeVelopmentofUnderwaterShield-boredTunneIsW．W．Yang(^缸u船effAECD肘。．sk凡如en518001，GⅡang幽昭，∞i眦)Abstract：Shieldtunnelingisamaiorconstmctionmethodtocrossundemeathseasandrivers．Thedevelopmentofthi

3、smechanizedtunnelingtechniqueisprima“lyfbcusingonla唱etunnelcross—sections，highgmundwaterpI．essuI℃andlongbo—ngdistance．ThepIDgressinshieldtunnelingtechniqueispresentedinthispaperbydiscussingthetypicalshield—boredtunnelsbuiltallovertheworld-includingtheChannelTunnel，TokyoBayS

4、ub—seaTunnel，ElbeTunnel：4thTube，WesterscheldeTunnelandChongmingTunnel．KeywordS：shield／TBM；underwatertunnel；tunnelingtechnique0引言随着活动范嗣的扩大和经济发展的驱动，人类不断地征服江河和海峡等天然水道屏障，开辟跨越水道实现联系陆地区域的通道，包括轮渡通航和桥梁、隧道固定交通通道。水下隧道穿越江河或海峡的水下地层，是跨越江河、海湾、海峡的安全可靠固定通道。具有诸多优点：1)不侵占航道的净空和不影响海湾、港口的航运；2)稳

5、定畅通无阻的通行能力，保证全天候越江河、海峡通行；3)具有很强的抵御自然灾害和战争破坏的能力；4)受到四周岩土介质的约束，具有较大的超载能力和较好的结构耐久性。自从18世纪40年代首次采用盾构工法人工开挖建成穿越伦敦泰晤士河的第一条水下人行隧道以来，世界各国已经修建了数百座的水下交通隧道，成为交通工程基础设施网络的重要组成部分一j。根据水文地质条件，水底隧道的主要施工方法包括围堤明挖法、钻爆法、气压沉箱法、盾构法和沉管法等。现代化的机械盾构工法和沉管隧道工法，是现代水下隧道建设的主要工程方法，其发展趋势主要集中在如下3个方面：1)大断面，适应

6、不断增长的交通流量；2)高水头，穿越更深的江河和海峡地层；3)长距离，实现更宽阔河口和海峡的隧道通道。以上3方面的工程发展要求，给盾构工法和沉管隧道工法带来了多方面的技术挑战。对盾构工法，技术发展集中在1)大断面在高水头下开挖工作面的稳定性；2)高水头压力下盾构机装备止水的可靠性；3)一次性长距离钻挖，刀具的可维护性和可更换性。近几十年来建成的多座大型海峡通道盾构隧道工程，极大地丰富和发展了水下隧道工程的技术。结合多项标志性的隧道工程，阐述水下盾构隧道-T程技术的发展水平和面临的挑战。标志着水下隧道盾构工法技术发展的丁程，包括1)英法海峡盾构

7、隧道工程(1987一1993)；2)日本东京湾公路盾构隧道工程(1987一1997)；3)荷兰西斯凯尔特河盾构隧道工程(1997—2002)；4)德国易北河第四通道盾构隧道(1997—2003)；5)上海崇明长江通道盾构隧道工程(2005—2008)。收稿日期：2009一Ol—14；修回日期：2009—03—02作者简介：杨文武(1964一)，男，广东人，1996年毕业于香港科技大学土木及结构工程专业，博士，英国皇家特许工程师，香港注册工程师，从事岩土工程、隧道工程、桥梁工程设计和研究，茂盛工程顾问有限公司经理。万方数据隧道建设1盾构隧道工法

8、近代水底隧道始建于英国。1807年英国在伦敦动工修建连接泰晤士河两岸的人行隧道，开挖时因无法克服泥水涌入隧道而被迫停工。直到1825年，在M．I．Bmnel指导下，