上海长江隧道工程盾构施工技术

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1、上海长江隧道工程盾构施工技术上海长江隧道工程盾构施工技术摘要：位于长江口的上海长江隧道工程，其盾构直径和一次连续掘进距离均为世界之最。结合该隧道工程超大直径、超长距离盾构掘进，研究探讨了施工中的关键技术、技术难点与风险并提出了相应的对策，以确保如期、优质安全地建成长江隧道工程。关键词：隧道盾构泥水方案1工程概况上海长江隧桥工程是连接上海市区和崇明的高速公路通道，是我国沿海大通道的重要组成部分。长江隧桥工程总长25.5km，采用隧道形式穿越长江南港后，连接浦东和长兴岛；采用桥梁形式跨越长江北港后，连

2、接长兴岛至崇明岛，见图1。上海长江隧道工程南起浦东五号沟，北至长兴岛新开港，该工程设计线路总长8955.26m，江中为盾构法双线隧道，上行线圆隧道段长7471.65m，下行线圆隧道段长7469.36m。每条圆隧道内道路为3车道，共6车道，设计时速为80km/h，见图2。江中圆隧道施工采用Φ15.43m泥水平衡盾构掘进机，一次连续掘进完成。江中圆隧道外径15000mm，内径13700mm，最大坡度为2.90A，最小平面曲率半径为4000m，江底最浅覆土约14.0m，最深覆土约29.0m。两条隧道内最

3、低点共设4座江中泵房，在两条隧道之间设有8条连接通道。工程沿线地质条件复杂，隧道穿越主要土层为③1、③2层粉性土、④1、④2、⑤1-1、⑤1-2层粘性土和(孰层粉性土、⑦1-1⑦1-2层砂性土，部分地段遇⑤1-t层灰色粘质粉土透镜体。工程沿线浅部土层中的潜水，与江水有密切水力联系，基本上与江水相沟通；埋藏于⑦层、⑨层中的承压水直接相通，水量丰富，承压水水头标高在0.00m左右睇⑤2层中分布有微承压水，与⑦层中承压水有一定的水力联系。工程沿线地层有浅层气存在，主要分布于④层淤泥质粘土层中下部，以弥散

4、状分布，量少、气压低。在工程范围内还存在冲刷槽，冲刷槽深度为6~7m，呈"V"字形，在冲刷槽坡侧上有滑塌体存在。隧道轴线与河床中心线相交部位，存在宽约150m、高2m左右的活动沙丘，沙丘沙洲(沙脊)可在水动力作用下迁移。工程沿线江底埋设有2条光缆，与隧道轴线基本平行、部分相交。2盾构掘进机2.1选型根据工程地质以及实际工况条件，本工程选用2台德国海瑞克公司制造的直径为书15.43m的泥水平衡盾构掘进机(见图3)，其盾构直径为世界之最，一次连续掘进距离也为世界之最。泥水平衡盾构掘进机采用管道输送开挖

5、面泥土，输送速度快而连续，施工进度快；同时采用加压泥水平衡开挖面土体，压力控制更加及时和精确，能有效地保证开挖面的稳定。2.2主要功能由于江中圆隧道工程是整个上海长江隧桥项目的关键控制节点工程，盾构掘进距离长、施工工期紧，要求隧道内道路结构与盾构掘进施工实现即时同步，故盾构机必须在满足盾构掘进的同时安装道路结构预制件，将盾构掘进和道路施工两者的相互影响降到最低程度；由于工程沿线地质条件复杂、开挖断面大，故盾构正面泥水压力的控制精度要求高；由于隧道断面相当大，故必须充分考虑施工期间的隧道抗浮措施。为

6、此，选用的盾构掘进机采用2个设备台车，在2个设备台车之间进行道路预制构件的安装，安装时不影响盾构的正常掘进施工；开挖面泥水压力控制采用气泡舱方式，这比传统方法的控制精度更高、更及时，可有效保证开挖面的稳定；采用2个台车设备以及在其问即时安放道路预制构件，加大了相关重量，可有效地解决隧道的抗浮问题。3施工关键技术江中圆隧道工程采用的2台盾构均由浦东五号沟往长兴岛方向掘进施工。2台盾构间掘进相隔3个月。圆隧道内道路结构施工采用即时同步施工工艺，其中，"口"字形预制构件安装在1号设备台车与2号设备台车之

7、间，与盾构掘进同步进行，其余道路结构采用现浇施工，滞后于2号设备台车尾部后方100m，分段分幅施工，以保证运输线路畅通。现就隧道施工中的关键技术介绍如下：3.1盾构进出洞盾构进出洞技术关键在于洞口的地基加固和洞圈的止水装置。盾构始发掘进洞口的地基加固采用搅拌桩方法等。其地基加固效果良好。为防止盾构始发掘进时开挖面泥水通过建筑空隙窜人工作井内，影响开挖面泥水压力的建立、开挖面土体的稳定以及盾构的掘进施工，在洞圈预埋钢板上布置了按照实测盾构外形轮廓尺寸制造安装的箱体结构，并在此箱体内安装了2道止水橡胶

8、带和铰链板，在井内壁沿洞圈安装了3道钢刷。长兴岛盾构接收井洞门圈范围内的地下连续墙，拟采用纤维筋，盾构可直接切削洞门圈范围的混凝土，减小了洞门与盾构机以及隧道管片的建筑间隙，减少了水土流失，确保了盾构掘进机能顺利抵达接收井。3.2管片拼装江中圆隧道衬砌采用通用(楔形量为40mm)钢筋混凝土管片。管片厚650mm，环宽2000mm，混凝土强度为C60、抗渗等级为s12。每环由10块管片(见图4)构成。管片环与环之间用38根M30的纵向斜螺栓相连接，每环管片块与块间用2根M36mm的环