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上海软土地区盾构隧道技术发展历程万芳

发布时间:2020-02-14 12:36:09 阅读: 来源:平衡车厂家

上海软土地区盾构隧道技术发展历程

上海软土的特点 上海地区浅层土为第四纪沉积层,0~30m依此为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粘土夹粉砂。采用盾构浅掘进隧道所处的地层主要为软弱的淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土,该层土含水量饱和(40%~60%)、孔隙比大(1.2~1.6)、内摩擦角φ值小(7°~15°)、内聚力c值小(1~13kPa),易塑流,属高压缩性土。 网络挤压盾构的开发和工程应用 1963年,上海隧道工程公司结合上海软土地层对盾构掘进机、预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验,隧道掘进长度68m。 1965年,由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机,掘进了2条地铁区间隧道,掘进总长度1200m。隧道掘进施工辅以气压,隧道衬砌采用平板式钢筋混凝土管片拼装而成。 1966年,上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的我国第一台直径10.2m超大型网格挤压盾构掘进机施工,辅以气压稳定开挖面,在黄浦江底顺利掘进隧道,掘进总长度1322m。 1971年建成2车道公路隧道,运营至今已30年。 1973年,上海金山化工厂建设1条污水排放道和2条引水隧道采用1台直径3.6m和2台直径4.3m的网络挤压型盾构,掘进了3926m海底隧道,并首创了用垂直顶升法建筑取排水口的新技术。以后,该项技术广泛用电长取排水和污水排放隧道。 1985年,上海延安东路越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。开挖面采用高压水泥切泥土,搅成泥浆后管道输送排放,提高了施工效率,减轻了劳动强度,实现了机械化掘进。该项技术成果获1989年上海市科技进步二等奖。以后,凡是沿江、沿海地区进行盾构隧道施工,大多采用这一水力机械出土方式。隧道管片采用了高精度钢膜,隧道防水采用氯丁橡胶和821 BF遇水膨胀橡胶,隧道渗水减少到国际先进标准。

土压平衡盾构的开发和应用 1985年,上海芙蓉江路排水隧道工程引进了一台日本川崎重工制造的直径4.33m小刀盘土压盾构,掘进1500m排水隧道,具有机械化切削和螺旋机出土功能,施工效率高,对地面影响小。 1987年上海隧道股份研制成功了我国第一台φ4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机,用于市南站过江电缆隧道工程,穿越黄浦江底粉砂层,掘进长度583m,技术成果达到80年代国际先进水平,并获得1990年国家科技进步一等奖。 1990年,上海地铁1号线工程全线开工,18km区间隧道采用7台φ6.34m土压平衡盾构掘进机。7台盾构由法国FCB公司、上海隧道工程公司、上海隧道工程设计院、上海船厂联合制造。土压盾构的施工性能达国际先进,每台盾构月掘进200m以上地表沉降控制达+1~-3cm。1996年,上海地铁2号线再次使用原7台土压盾构,并新增3台φ6.34m土压盾构,掘进24km区间隧道。其中1台10号盾构为上海隧道股份自行设计制造。 90年代,上海隧道工程股份有限公司自行设计制造了6台φ3.8~6.34m土压平衡盾构,用于地铁隧道、取排水隧道、电缆隧道等,掘进总长度约10km。 1998年,上海黄浦江观光隧道工程购买国外二手φ7.65m铰接式土压平衡盾构,经修复后掘进机性能良好,顺利掘进隧道644m。 1999年5月,上海隧道股份研制成功国内第1台3.8m×3.8m矩形组合刀盘式土压平衡顶管机,在浦东陆家嘴地铁车站掘进120m,建成2条过街人行地道。泥水加压盾构的工程应用1996年,上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的φ11.22m泥水加压平衡盾构掘进机施工,该盾构采用泥水加压平衡开挖面土体,切削后搅成泥浆管道输送,地面有泥水处理装置,自动化控制程度高,对地面影响小,是代表90年代国际先进的掘进机。1990年,国务院批准上海地铁1号线开工建设,圆形隧道选用7台φ6.34m土压平衡盾构推进。第 1台φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进,7台盾构掘进总长度17.374km,1993年2月全线贯通,掘进施工期仅20个月,每台盾构的月掘进长度达200~250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等,地面沉降控制在+1cm~-3cm。 1995年上海地铁2号线24km区间隧道开始掘进施工,地铁1号线工程所用的7台φ6.34m土压盾构经维修以后,继续用于2号线区间隧道掘进,同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构,加上上海隧道股份制造的1台土压盾构,共计10台土压盾构用于隧道施工。 于2000年开工兴建的上海地铁明珠线二期区间隧道仍将使用这10台直径6.34m土压平衡盾构施工,并于2001年向日本三菱重工购买4台直径6.34m土压盾构。

地铁盾构掘进和地面沉降控制措施 (1)土压力设定和控制 (2)盾构施工参数优化 (3)盾尾同步注浆和壁后注浆 (4)施工监测及反馈 (5)构筑物地基加固 (5)地面跟踪充填注浆查阅:已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图(更新中)查阅:2012年全国各省市城市轨道交通项目概览(更新中)查阅:城市轨道交通中标企业

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