上中路越江隧道超大直径盾构用管片储运机工程应用

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1、第1期施工技术论文集-轨道交通总师办上中路越江隧道超大直径盾构用管片储运机工程应用摘要：根据上中路越江隧道用14.87m盾构的特点，对比了超大直径盾构和地铁盾构管片运输特点，说明地铁盾构的管片运输方法已不能适用于大直径盾构管片运输，然后详细分析了14名7m盾构的管片储运机的结构及工作原理，对我国大直径盾构的国产化具有一定的借鉴意义。关键词：盾构；管片储运机；液压缸；上海市摘自：城市道桥与防洪.2006.第3期第1期施工技术论文集-轨道交通总师办O引言近年来，由于经济高速发展的需要，国际和国内出现了很多用盾构法施工的大直径（14m以上）隧道工程，如德国汉堡的第四条易北河隧道、大贝尔特隧

2、道，采用直径为Φ14.14m的泥水加压平衡盾构施工的日本东京湾隧道。采用Φ14.87m泥水盾构施工的荷兰阿姆斯特丹至巴黎的公路隧道等等。在国际上，在盾构技术发展先进的国家中，对超大直径盾构掘进机（14m以上）的设计、制造和施工技术已达到相当先进的水平，他们将高科技技术应用于超大直径盾构掘进机，使得超大直径盾构掘进机愈加完备、愈加科学、施工愈加安全可靠。随着超大直径盾构的应用越来越普遍和广泛，研制自己的超大直径盾构势在必行，为此，结合上中路越江工程从法国引进的14.87m二手泥水气平衡盾构进行吸收、消化和研究，可以积累一些有价值的经验，为今后的研制奠定基础[1]。1工程背景上中路越江隧

3、道为上海中环线南段穿越黄浦江的一个关键节点工程，工程起点为上中路～龙川路交叉口东侧，与中环线南段上中路衔接；终点为浦东规划华夏西路一公园大道交叉口西侧，工程全长2.8km。隧道穿越黄浦江底采用盾构法施工，黄浦江宽400m，深15m，隧道外径14.5m，江底最浅覆土10m，隧道纵坡4.5%，盾构法圆形主隧道长1250m，两岸各设一座工作井，矩形暗埋段和引道段共长1052m。隧道施工采用世界最大的Φ14.87m泥水气平衡盾构掘进机，其管片储运机如图1所示。该盾构为法国NFM公司制造，已在荷兰GROENEHART隧道工程中掘进施工7.1km，该盾构是世界上最大直径的盾构，经过荷兰GROEN

4、EHART隧道工程施工的证实，该盾构是一个技术可靠、成熟的产品，引进该盾构，不但满足了工程对设备的需要，而且引进了先进的技术，对国内今后设计、制造、使用超大型的泥水平衡盾构具有重要的指导意义。上中路隧道管片外径：Φ14.5m；管片内径：Φ13.3m（厚度：0.6m)；管片宽度：2m；每环管片数：7+2+1（衬砌环全环由封顶块、两块邻接块和7块标准块构成）；单块管片最大重量：约15t；在以往的盾构掘进施工中，如11.2m泥水气平衡盾构采用双梁机构进行隧道拼装管片的运输，即在盾构与盾构后部第一节车架之间架设2第1期施工技术论文集-轨道交通总师办根用型钢焊接而成的连接梁，在连接梁的平行导轨

5、上安装电动葫芦。通过人工操作电动葫芦的方式，把隧道管片由盾构后部运输至盾构拼装机下，再进行管片的拼装作业，从而装拼成隧道的环壁。双梁机构的电动葫芦承载能力较小，已不能满足吊运大型隧道管片的需要；此外，双梁机构每次只能吊运一块管片，当管片吊运至管片拼装机的位置时，管片还必须旋转180°后再进行拼装，这样的操作严重降低了施工的效率；再次，管片在吊装运输中也极易由于管片的晃动而出现安全隐患，引发施工事故。因此，双梁机构的管片运送方式受其承载能力小、施士效率低及不安全因素的限制，已不适用于大型隧道管片在盾构施工中的运输作业。2上中路Φ14.87m盾构管片储运机工作原理盾构管片储运机结构图如图

6、2所示、局部放大图如图3所示。盾构用管片储运机安装在盾构掘进机上，并随盾构机的掘进而一起前进，其包括有移动平台1、支撑平台2、牵引液压缸组3、轨道4、滚轮5和10组顶伸液压缸组6。支撑平台2是整个盾构用管片储运机的固定支撑部件，其纵向地设置于盾构的后续车架上，从而将盾构用管片储运机安装在盾构掘进机上；支撑平台2的下部设置有数滚轮5。移动平台1底部设有纵向的轨道4，轨道4纵向地搁置在支撑平台2的数滚轮5上，从而使移动平台1纵向地平置在支撑平台2上，并且能在支撑平台2上前后滑移。牵引液压缸组3由2个液压缸组成，它们实现液压缸的同步伸缩；第1期施工技术论文集-轨道交通总师办牵引被压缸3一端

7、缸筒3.2固定连接于支撑平台2上，另一端缸杆3.1固定连接于移动平台1上。这样，当牵引液压缸3伸出时，移动平台1在支撑平台2上沿纵向向后侧(图2中朝向R方)移动；当牵引液压缸3缩回时，移动平台1就在支撑平台2上向前侧（图2中朝向F方）移动；移动平台1移动的步长距离2.25m为一环遂道管片的宽度加上适当的管片间的间隙。顶伸液压缸组6纵向等间距地固定设置于支撑平台2上部的两边侧，其数量等于一环管片的数量为10，这样沿支撑平台2的纵向就有足够的输送步位用以容置拼