工学工程建筑毕业论文 隧道盾构叠交施工技术初探

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学工程建筑论文题目：隧道盾构叠交施工技术初探指导老师：XXX二〇一一年十二月十日【摘要】上海外滩轨道观光隧道是第一条较长距离的水底观光游览隧道，采用国内直径最大的φ7.76m铰接式土压平衡盾构掘进机施工，穿越黄浦江时与两条上海地铁二号线隧道相交，施工工况及其复杂和严峻。本文重点介绍隧道股份运用构叠交施工领域的空白。【关键词】铰接式盾构隧道施工专家系统叠交技术实时监控1概述1.1工程概况上海外难轨道观光隧道工程东起陆家嘴地区东方明珠电视塔西侧的浦东出入口竖井

2、，西至南京路外滩(陈毅塑像北侧)绿化带内的浦东出入竖井，全长646．70m(详见图1L隧道外径φ7．76m，内径φ6．76m，每环由6块钢筋混凝土管片组成，管片环宽为1．2m，每环管片中没标准块4块、拱底管片1块及封顶块1块，管片拼装形式采用纵向半插入式，管处接缝防水采用EPDM多孔型橡胶止水带和水膨性弹性密封垫。图1外滩观光隧道纵剖面示意隧道轴线为空间复合曲线：平面为U形曲线，隧道起始为186,872m的直线，经46．478m的缓和曲线后，进入24．00m，只二400m的平曲线，然后经113．727m的缓和曲线回到59．6

3、23m的直线；纵剖面是U型竖曲线，上下坡度均为48‰，坡段长度分别为113．350m及233．350m，黄浦江中设240m、半径R＝2500m的竖曲线连接。盾构掘进施工先后穿越浦东防汛墙、亲水平台、黄浦江江底、地铁二号线上下线隧道上部、浦西防汛墙及地下管线等。其中江底浅覆土仅为5．67m，在i甫西防汛墙19mx39m箱体内与地铁二号线上下行线区间隧道成51度21分，斜交，并从其上部穿越，与上、下行线净距分3，J为1．57m及2．18m(详见图2)，形成了盾构施工史上少有的“三龙过江”工况。盾构穿越地铁二号线的上、下行线，其施

4、工难度极高：图2外滩观光隧道穿越地铁二号线示意(1)采用φ7650mm铰接式土压平衡盾构施工，国内尚无铰接式盾构施工先例；(2)隧道轴线为空间曲线，其坡度达到4．8％(地铁隧道最大坡度为3．2％）。同时，轴线要求控制在±50mm以内；(3)外滩观光隧道与地铁二号线上行线隧道的最小间仅为1．57m，且滞后地铁二号线隧道施工仅3个月左右，隧道尚处于稳定状态。1．2地质情况况沿线隧道将穿越三种不同的地段；浦东岸边段越②1层渴黄色粘土、⑤1-1层灰色粘土、⑤1-2层灰色粉粘土；江中段穿越⑤1-1层灰色粘土、⑤1-2层灰色粉质粘土；浦

5、西岸边段穿越④层灰色淤泥质粘土、⑤1-1层灰色粘土、⑤1-2层灰色粉质粘土。隧道大部分下卧层为灰色粉质粘土，各土层主要物理力学性质指标详见表1。表1各土层主要物理力学性质指标2φ7650mm铰接式土压平衡盾构2．1主要技术参数外滩观光隧道首次采用法国FCB土压平衡式铰接盾构掘进施工，与地铁中使用的法国FCB盾构的区别是增加了铰接部分。盾构的主要技术参数详见表2。表2盾构的主要技术参数盾构机中部的铰接部分为盾构机关键部位。盾构总长8．935m，其中切口至铰接为4．900m，铰接至盾尾为4．035m，盾构前后段采用12台千斤顶铰

6、接连接，是一种道轨式铰接，机身一侧为铰接的阳部，另一侧为铰接的阴部，上下最大伸出距离为66．7mm，左右最大伸出距离为267mm。铰接机构所允许的最大角向移动为：水平方向±2．0度，垂直方向±10．5度。2．2盾构铰接部分对轴线控制和管片拼装的作用铰接盾构是自前国际上先进的盾构机械设备，它能方便地控制盾构掘进轴线。通常盾构由于受到盾构总体长度、切口支承环、盾尾、千斤顶伸出长度及管片形式的影响，使盾构的直径、长度比例受到限制，这对中小型盾构的影响特别明显，因为盾构的长度和直径比越大，灵敏度蹬，对盾构高程及平面控制难度越高，并使

7、盾构对周边扰动范围扩大，但采用铰接盾构就能比较容易克服以上困难，因为盾构切口至支承环、支承环至盾尾都是活体，它能根据掘进轴线、管片与盾尾的四周空隙来调整切口至支承环和支承环至盾尾的夹角，从而达到控制盾构的高程及平面，并使盾构对周围的扰动范围大大减少。铰接盾构容易保护管片并防止碎裂。盾构掘进中，管片碎裂和漏水是比较常见的通病，主要原因是盾构掘进与管片夹角过大。如掘进过程中盾构、管片轴线偏高时，盾构向下掘进很容易拉坏上部管片外弧，如外弧拉坏、止水槽损坏，橡胶止水带就起不了止水效果，管片就容易滴水和渗水。但采用了铰接盾构，就能克服

8、以上困难，因为铰接盾构的盾尾是一个活体，在掘进过程中能根据盾尾和管片四周间隙不断调整它们之间的间隙，并根据高程和平面的测量报表和这片间隙，最大限度地使盾构调整到轴线位置。铰接是一个活体，在进过程中与刀盘联锁，当刀盘转动时，铰接千斤顶锁定，当刀盘停止转动时，铰接千斤顶呈自由体，管片对盾尾的应