4上海地鐵區(qū)間隧道直徑6

1、 上海地鐵區(qū)間隧道直徑6.34m土壓盾構(gòu)施工傅德明139*7066上海市土木工程學(xué)會(huì)2011.5.211工程概況上海地鐵規(guī)劃22條線路，總長(zhǎng)1050km,見(jiàn)圖1所示，其中大部分為地下鐵道。已建地鐵1、2、3、4、5、6、7、8、9、11號(hào)線共10條線，運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度330km，日客流量達(dá)400萬(wàn)人次。在建10號(hào)線和2號(hào)線東西延伸段長(zhǎng)度約90km，將于2010年4月上海世博會(huì)前建成運(yùn)營(yíng)，使上海的運(yùn)營(yíng)地鐵線路達(dá)11條約420km，日客流量可達(dá)500萬(wàn)人次。2012年將建成運(yùn)營(yíng)500km。上海地鐵區(qū)間隧道95%以上采用土壓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工，自1990年地鐵1號(hào)線工程正式開工以來(lái)的19年間，已掘進(jìn)隧道約達(dá)40

2、0km，其中，前10年僅施工40km，后9年施工380km。2008年使用的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)多達(dá)97臺(tái)。2007年掘進(jìn)隧道80km，2008年掘進(jìn)隧道140km。圖1上海地鐵線路總平面圖上海地鐵1號(hào)線試驗(yàn)段始建于1980年，于1989年全線開工，全長(zhǎng)14.5km,其中18km區(qū)間隧道首次采用7臺(tái)6.34m土壓盾構(gòu)于1990年起陸續(xù)掘進(jìn)施工。上海地鐵1號(hào)線于1995年4月建成運(yùn)營(yíng)，成為我國(guó)第一條采用盾構(gòu)法施工的地鐵線路。1996年至1999年，上海地鐵2號(hào)線工程圓隧道部分西起中山公園站，東至龍東路站,雙線（上、下行）全長(zhǎng)24km，采用10臺(tái)6.34m土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工。2000年至2007年的8年中，上

3、海地鐵4、6、8、9號(hào)線約140km區(qū)間隧道采用40余臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)施工，并首次應(yīng)用5臺(tái)雙圓DOT盾構(gòu)掘進(jìn)8.2km隧道。2008年在建的5線2段約260km區(qū)間隧道共采用97臺(tái)盾構(gòu)同時(shí)掘進(jìn)施工，創(chuàng)世界盾構(gòu)隧道工程史新紀(jì)錄。工程地質(zhì)概況上海地鐵隧道的埋深最淺的為11m（最小覆土5m），最深的達(dá)35m（穿越黃浦江底）。上海市區(qū)的地層從地表以下依次為雜填土、粘土、灰色淤泥質(zhì)粘土、灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、灰色粉質(zhì)土、粉砂、暗綠色粘土。盾構(gòu)穿越的地層大多為淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，也有穿越粉質(zhì)土、粉砂，見(jiàn)圖2所示。圖2上海地層地質(zhì)剖面圖淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土具有含水量飽和（40%55%），孔隙比大（1.

4、01.4）,內(nèi)力小（1.0kPa13kPa）,內(nèi)摩擦角?。?15）,易塑流等，屬高壓縮性土。土的主要指標(biāo)見(jiàn)表1。表1上海地鐵隧道穿越地層土的主要指標(biāo)土層名稱重度含水量孔隙比內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)貫入度r(kN/m3)W(%)e嘰)N灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土17.7431.16152灰色淤泥質(zhì)粘土17.2511.4581灰色淤泥質(zhì)夾粉砂18.2341.00113粉質(zhì)粘土18.2361.001820地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表層序土層名稱舎水W孔卿比eWL限Wr固快強(qiáng)離峰值內(nèi)聚力C內(nèi)原%政曲-卿忻MPakPtt度擊人工填土褐黃色粉融土39.4L0月736620.519.019.05.0騒色昨質(zhì)輸質(zhì)粘土39.1L_S2

5、36520.52.7SISJI16.5灰色枯貞粉土3*.71.*31.026.206成尿色淤幄質(zhì)粉質(zhì)粘土阪11.731,3：22.52+貓17k215.43,fl庶笆欣頂粘土4.31-721.3746.125.420415.011JX1.1更色粘土轉(zhuǎn)M1.781.1743,922.7J+|7n.oUni2.7灰也笹虞粘土2%91.S7坯19.4.S82Js017b86.3暗綠芭粘土111A2.*23*.l17.S7.513.018,321.3Oil莘黃包秒質(zhì)粉土3*.61.99月710.223+珈0甌。2.31.*00.8311.9&2.032.34ti.9義色秒質(zhì)粉土&Al.fO947.76

6、2-032k04X0更色粘土55.61.S31.033,821.54+982s019.525+l地鐵隧道襯砌地鐵隧道襯砌外徑為6.2m，內(nèi)徑為5.5m，襯砌為預(yù)制鋼筋混凝土管片，每環(huán)寬度100cm和120cm2種，厚度35cm。每環(huán)由封頂塊（F）、鄰接塊（L1及L2）、標(biāo)準(zhǔn)塊（B1及B2）和落底塊（D）6塊管片拼裝而成，見(jiàn)圖3所示。上海地鐵管片大部分采用通縫拼裝，小部分采用錯(cuò)縫拼裝。兩相鄰管片的縱向、環(huán)向均采用M30螺栓連接，管片設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50,抗?jié)B為S8，接縫防水采用水膨脹性橡膠和氯丁橡膠復(fù)合而成的彈性密封墊。在襯砌接縫構(gòu)造設(shè)計(jì)中，考慮到軟土地層的特性，便于在環(huán)間傳遞一定的剪力，控制環(huán)

7、間踏步，同時(shí)方便管片拼裝時(shí)的定位，在環(huán)縫和縱縫上均設(shè)計(jì)成凹凸榫槽。管片連接由直螺栓方式逐步發(fā)展為更合理的彎螺栓，這樣，內(nèi)弧面開孔更小，管片受力性能更好，見(jiàn)圖4所示。 圖3上海地鐵隧道襯砌結(jié)構(gòu)圖JQL_；ItM:Ml4如圖4襯砌斷面和螺栓孔地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)4.1634m土壓盾構(gòu)1990年，上海地鐵1號(hào)線隧道掘進(jìn)施工首次選用對(duì)掘削面影響小、機(jī)械化程度高、掘進(jìn)速度快的06.34m土壓盾構(gòu)。7臺(tái)06.34m土壓盾構(gòu)由法國(guó)FCB公司、上海隧道工程股份有限公司、上海市隧道工程設(shè)計(jì)院、上海滬東造船廠聯(lián)合體制造，見(jiàn)圖5所示，其主要技術(shù)性能見(jiàn)表2。J-lJJ151廿琨機(jī)直徑有螺璉軸）4和gmr有螺雄軸）sm速

8、度014x3tpm014u3rpmn砒機(jī)扭迪51kM+m78kNm電動(dòng)耳達(dá)6kNmX20.6MpaX4臺(tái)13tNmXZtJ.fi皿X4営閘門子斤頂TOkNiC20.BhApaX370mmX4亍253kNX2D.fih4paX710mmX2個(gè)盾構(gòu)安裝及始發(fā)準(zhǔn)備5.1盾構(gòu)安裝驗(yàn)收及施工設(shè)施準(zhǔn)備上海地鐵車站之間的區(qū)間隧道采用土壓盾構(gòu)施工，盾構(gòu)始發(fā)和接受一般在地鐵車站的兩端。區(qū)間隧道上下行線一般采用2臺(tái)盾構(gòu)并行施工。盾構(gòu)安裝前先在端頭井下安裝盾構(gòu)基座，盾構(gòu)基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制件，需滿足支撐盾構(gòu)機(jī)出洞時(shí)的本體重量，并起到一個(gè)導(dǎo)向作用，見(jiàn)圖8所示。支座材料采用43Kg/m重型軌道，共布置2根。盾構(gòu)基座位置按設(shè)

9、計(jì)軸線準(zhǔn)確放樣，安裝時(shí)按照測(cè)量放樣的基線，吊入井下就位。兩根軌道中心線與基座上的盾構(gòu)必須對(duì)準(zhǔn)洞門中心且與隧道設(shè)計(jì)軸線反向延長(zhǎng)線基本一致，并在基座四周加設(shè)支撐保證整體穩(wěn)定。圖8盾構(gòu)基座示意圖盾構(gòu)吊裝一般采用大吊車將盾構(gòu)后車架依次吊入井下并移至地鐵車站站臺(tái)層，盾構(gòu)本體分塊吊入井下，在盾構(gòu)基座上正確就位、組裝，最后由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和井下驗(yàn)收。在最后一環(huán)負(fù)環(huán)和井壁結(jié)構(gòu)之間加設(shè)鋼后靠，鋼后靠與負(fù)環(huán)管片之間的間隙灌注水泥砂漿（或混凝土），使混凝土管片受力均勻，環(huán)面平整，見(jiàn)圖9所示。為保證管片脫出盾尾后不產(chǎn)生變形，在管片外弧面加設(shè)支撐，予以固定。第一環(huán)閉口環(huán)與鋼后靠之間采用4根609鋼管傳遞軸向力

10、。圖9盾構(gòu)尾部鋼后靠考慮到區(qū)間隧道上下行線2臺(tái)盾構(gòu)同時(shí)施工，一般在井口處布置一臺(tái)32T行車用于上、下行線推進(jìn)時(shí)的垂直運(yùn)輸；另外布置一臺(tái)5T行車，用于場(chǎng)內(nèi)管片吊運(yùn)，在5T行車工作范圍內(nèi)布置管片堆場(chǎng)。在端頭井邊側(cè)設(shè)置集土坑，集土坑容積具備20環(huán)的存土量。場(chǎng)內(nèi)布置拌漿間，漿液通過(guò)送漿管路送至井下漿車內(nèi)。井下運(yùn)輸配14T電瓶車5輛，凹平板車10節(jié)，送漿平板車船4節(jié)，容積10m3土箱8只。5.2洞圈密封和洞口外土體加固由于盾構(gòu)工作井洞圈直徑與盾構(gòu)外徑存有一定的間隙，為了防止盾構(gòu)進(jìn)出洞施工期間土體從該間隙中流失，在洞圈周圍安裝簾布橡膠帶、環(huán)板、鉸鏈板等組成的密封裝置，并設(shè)置注漿孔，作為洞口防水堵漏的預(yù)防措

11、施。為確保區(qū)間隧道施工過(guò)程中盾尾的密封防水效果，在盾構(gòu)調(diào)試結(jié)束后，向盾尾鋼刷之間涂抹盾尾油脂。為防止盾構(gòu)洞門鑿除后發(fā)生洞口土體塌落，必須對(duì)洞口外土體進(jìn)行加固處理，一般采用深層攪拌進(jìn)行加固。加固范圍長(zhǎng)6m，寬3m，深度為洞圈向下3m，洞圈向上3m。設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.50.8Mpa。盾構(gòu)出洞前對(duì)井外地基加固質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，在洞門上鉆5-9個(gè)樣孔至加固土體檢查有否滲漏水。6634m土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工1盾構(gòu)始發(fā)施工洞門混凝土鑿除后，盾構(gòu)向前推進(jìn)，刀盤靠上加固土體并開始旋轉(zhuǎn)刀盤、啟動(dòng)頂在開口環(huán)上的推進(jìn)油缸。盾構(gòu)始發(fā)穿越加固區(qū)時(shí)，刀盤切削加固土體，土壓力的設(shè)定可低于按原狀土計(jì)算的靜止土壓值，推

12、進(jìn)速度慢些（擬小于lcm/min）、推力小些，并注意洞圈密封處有否滲漏水。當(dāng)加固土體不能順利從螺旋輸送機(jī)出土?xí)r，應(yīng)根據(jù)需要在盾構(gòu)土艙加入發(fā)泡劑或潤(rùn)滑泥漿，以改善切削土體朔流性。盾構(gòu)姿態(tài)嚴(yán)格控制在容許范圍內(nèi)，管片拼裝注意環(huán)面平整和錯(cuò)臺(tái)。盾尾脫出洞圈后，及時(shí)做好隧道襯砌環(huán)與洞圈的永久密封。62盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整盾構(gòu)穿越加固區(qū)后進(jìn)入原狀土，設(shè)定土壓增大，略大于靜止土壓值，推進(jìn)速度逐步提高至3cm/min以上，盾構(gòu)推力、刀盤轉(zhuǎn)速、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速等工作參數(shù)應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，并根據(jù)地面隆沉監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)。盾構(gòu)始發(fā)100m為盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)調(diào)整優(yōu)化的階段，對(duì)推進(jìn)時(shí)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)

13、據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分析，摸索地面沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，爭(zhēng)取在較短時(shí)間內(nèi)掌握盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備的操作性能，及盾構(gòu)在本標(biāo)段地質(zhì)條件下推進(jìn)的施工參數(shù)設(shè)定范圍。盾尾脫出始發(fā)井后，在盾構(gòu)推進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行盾尾同步注漿，以充填盾構(gòu)外徑6.34m與隧道外徑6.2m之間的空隙。推進(jìn)1m的盾尾空隙約為1.4m3。注漿漿液采用粉煤灰、黃砂、膨潤(rùn)土為主的單液漿，泵送性好，但收縮性大。注漿充填率約為150%-200%，可根據(jù)地面隆沉量調(diào)整確定。63盾構(gòu)在軟土中推進(jìn)時(shí)總推力與埋深關(guān)系分析盾構(gòu)推力主要承擔(dān)開挖面的水土壓力和盾殼與周圍土層的摩阻力。盾構(gòu)在同一地層條件下總推進(jìn)力的大小隨埋深增加而增大。表4是上海地鐵幾個(gè)標(biāo)段6.34

14、m盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)總推力與埋深的幾組數(shù)據(jù)。圖10是根據(jù)該表數(shù)據(jù)擬合成的線性關(guān)系圖。表4上海地鐵幾個(gè)標(biāo)段6.34m盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)總推力與埋深關(guān)系表地層埋深(m)土層名稱推力(kN)工程名稱9.001灰色淤泥質(zhì)粘土64304號(hào)線線19標(biāo)11.00淤泥質(zhì)粘土110001號(hào)線漕寶路上體館12.00灰色淤泥質(zhì)粘土80004號(hào)線線19標(biāo)13.00淤泥質(zhì)粘土88708號(hào)線9標(biāo)13.00粘土116908號(hào)線9標(biāo)14.00粘土125608號(hào)線9標(biāo)14.00淤泥質(zhì)粘土107806號(hào)線19標(biāo)高清路成山路14.948淤泥質(zhì)粘土1灰色粘土137002號(hào)線西延伸古北路中山公園14.948淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土144608號(hào)線9標(biāo)復(fù)興路陸家

15、浜路17.487I灰色粘土灰色粉質(zhì)粘土155102號(hào)線西延伸古北路中山公園 推總的構(gòu)盾圖10上海不同工地盾構(gòu)總推力與盾構(gòu)中心埋深關(guān)系圖上海地鐵隧道穿越的地層主要為淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，也有粉質(zhì)粘土、粉砂、粉細(xì)砂，深埋隧道會(huì)遇到暗綠色粘土。盾構(gòu)的設(shè)定土艙壓力一般略大于盾構(gòu)中心處的靜止土壓Po。其計(jì)算方法可采用朗肯土壓公式：Po=Yhtg2（45-%）-Ctg2（45-%）式中：Y為土的容重，h為隧道埋深（地面至盾構(gòu)中心），為內(nèi)摩擦角，C為內(nèi)聚力。也可采用側(cè)壓系數(shù)的簡(jiǎn)易公式：Po=KoYh在淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土地層中Ko約為0.7。在粉質(zhì)粘土、粉砂、粉細(xì)砂0.241地層中Ko約為0.6

16、-0.7。6.4土倉(cāng)壓力與埋深的關(guān)系把上海幾個(gè)工程盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)土倉(cāng)壓力與埋深統(tǒng)計(jì)成表5。把上海不同工程的土倉(cāng)壓力設(shè)定與埋深關(guān)系繪成圖，即圖11。表5上海工程土倉(cāng)壓力取值表工程名稱土層名稱埋深（m）土倉(cāng)壓力（MPa）4號(hào)線19標(biāo)成濱淤泥質(zhì)粘土9.00.171號(hào)線漕寶路上體館淤泥質(zhì)粘土11.00.174號(hào)線19標(biāo)成濱灰色淤泥質(zhì)粘土120.126號(hào)線高清路成山路1淤泥質(zhì)粘土14.000.1796號(hào)線高清路成山路淤泥質(zhì)粘土14.380.1744號(hào)線19標(biāo)成濱淤泥質(zhì)粘土14.240.202號(hào)線西延伸古北路中山公園淤泥質(zhì)粘土灰色粘土14.9480.2418號(hào)線復(fù)興路陸家浜路淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土14.9480.25

17、42號(hào)線西延伸古北路中山公園口灰色粘土,2灰色粉質(zhì)粘土17.4870.338456789101112131415161718隧道埋深(m)圖11上海工程土倉(cāng)壓力與埋深關(guān)系圖從上面的圖表，可得到結(jié)論：在上海地區(qū)，當(dāng)隧道埋深小于12mm時(shí)，土倉(cāng)壓力的設(shè)定基本上在0.120.20MPa之間；當(dāng)埋深大于12mm時(shí)，土倉(cāng)壓力的設(shè)定與埋深成正比。65上海地鐵土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)刀盤扭矩統(tǒng)計(jì)分析把上海不同工程不同土層的地鐵盾構(gòu)刀盤扭矩與埋深統(tǒng)計(jì)成表6。從該表可以看出隨著盾構(gòu)埋深的增加，盾構(gòu)刀盤的扭矩增大；盾構(gòu)穿越加固區(qū)時(shí)刀盤扭矩會(huì)有較大幅度的增大。在目前上海隧道的埋深情況下，刀盤扭矩基本在盾構(gòu)機(jī)額定扭矩范圍內(nèi)

18、。表6上海地鐵工程盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)刀盤扭矩值統(tǒng)計(jì)表工程名稱土層名稱埋深(m)刀盤扭矩(tm)4號(hào)線19標(biāo)成濱灰色淤泥質(zhì)粘土9.0177.44號(hào)線19標(biāo)加固區(qū)灰色淤泥質(zhì)粘土14.24310.46號(hào)線高清路成山路淤泥質(zhì)粘土14.38121.22號(hào)線古北路中山公園淤泥質(zhì)粘土11灰色粘土14.948109.18號(hào)線復(fù)興路陸家浜路淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土14.948128.62號(hào)線古北路中山公園口灰色粘土,2灰色粉質(zhì)粘土17.487271.97盾構(gòu)穿越建筑物及保護(hù)技術(shù)7.1穿越穿越引水箱涵施工技術(shù)地鐵2號(hào)線在楊高路站東方路站區(qū)間隧道施工中，始發(fā)段盾構(gòu)穿越6.2m加固區(qū)后,即穿越上海市自來(lái)水供水的上游引水箱涵管道。該箱涵

19、距端頭井壁門約20m，位于隧道上方，與隧道基本正交，箱涵底板距盾構(gòu)頂部?jī)艟鄡H為2.2m，見(jiàn)圖12。MtlM圖12盾構(gòu)穿越上游引水箱涵示意圖盾構(gòu)到達(dá)箱涵前施工，局部暴露箱涵結(jié)構(gòu)、在兩側(cè)布設(shè)跟蹤注漿管，同時(shí)布置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。以箱涵上邊線為基準(zhǔn)，向兩側(cè)各布設(shè)2排共4排注漿管。另外，在此兩排注漿管外側(cè)各布置一排斜管。根據(jù)地面上的高精度水準(zhǔn)測(cè)量、連通管和分層沉降監(jiān)測(cè)信息的反饋及時(shí)調(diào)整土壓設(shè)定值和出土量，使盾構(gòu)較勻速地向前掘進(jìn)以減少對(duì)土體的擾動(dòng)，并在這一段時(shí)期的施工中摸索出了掘進(jìn)速率、出土量、注漿量和地層變形的相互關(guān)系。盾構(gòu)到達(dá)箱涵前12環(huán)至盾尾全部進(jìn)入箱涵階段以設(shè)定土壓力值和出土量的控制為推進(jìn)管理重點(diǎn)。同

20、時(shí)嚴(yán)格控制同步注漿量及地面跟蹤注漿量。根據(jù)施工的實(shí)際結(jié)果，盾構(gòu)在穿越箱涵的整個(gè)過(guò)程中都保持了較好的姿態(tài)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，箱涵的沉降量控制在+8.5mm以下。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)至33環(huán)后，盾尾全部脫離箱涵。嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度和同步注漿量，使盾尾脫離箱涵時(shí)箱涵沒(méi)有因?yàn)榻ㄖg隙未能得到及時(shí)充填而發(fā)生突然下沉。2盾構(gòu)穿越中山北路建筑群施工地鐵7號(hào)線銅川路站中山北路站區(qū)間隧道長(zhǎng)1358m,為穿越既有結(jié)構(gòu)物較為密集的地區(qū)，區(qū)間隧道在通過(guò)華池路和鎮(zhèn)坪路時(shí)，以半徑為400m的曲線穿越淺基礎(chǔ)建筑物23棟，建筑物均為5-7層磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2.63.2m，見(jiàn)圖13。圖137號(hào)線銅川路站中山北路站區(qū)間隧道穿越建筑群

21、示意圖盾構(gòu)施工穿越的土層為：砂質(zhì)粉土淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土。盾構(gòu)穿越土層3-21的物理力學(xué)性質(zhì)如下表7所示。表77號(hào)線銅川路站中山北路站區(qū)間隧道土層物理力學(xué)指標(biāo)層號(hào)土層名稱含水量W（%）重度Y（KN/m3）孑孔隙比e直剪固快峰值強(qiáng)度壓縮模量（MPa）內(nèi)聚力C（kPa）內(nèi)摩擦角申（0）1粉質(zhì)粘土31.418.50.8916.023.55.923-1砂質(zhì)粉土34.418.10.955.029.58.393-2砂質(zhì)粉土32.818.30.925.031.013.26淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土39.317.61.1111.023.03.76淤泥質(zhì)粘土49.516.71.4114.011.52.26粉質(zhì)粘土36.51

22、7.81.0514.016.03.81粉質(zhì)粘土24.719.50.714316.57.027.2.1盾構(gòu)推進(jìn)施工對(duì)建筑物的影響分析2007年11月12日2007年11月30日，對(duì)上行線605環(huán)705環(huán)之間所穿越的建筑物實(shí)際沉降和盾構(gòu)施工參數(shù)如下：（1）整個(gè)穿越過(guò)程中土倉(cāng)壓力控制在3bar左右,，在建筑物下方時(shí)增加為3.15bar。在推進(jìn)和停機(jī)過(guò)程中保持土壓基本平衡，避免出現(xiàn)過(guò)大的波動(dòng)；（2）盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制在3cm/min左右，且穿越過(guò)程中保持勻速掘進(jìn)；（3）每環(huán)同步注漿量在3.8m3左右，漿夜注入率約200%；（4）在推進(jìn)過(guò)程中保持盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)平穩(wěn)，嚴(yán)禁姿態(tài)起伏過(guò)大，盡量避免蛇行超挖。通過(guò)以

23、上措施，盾構(gòu)較為順利的穿越本段建筑群，下面結(jié)合建筑物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其分析，圖14為穿越施工時(shí)建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平面布置圖。705環(huán)261J：J238J3J245-:二J239J250J260J258J2、箴gJ266J249M：J248圖14監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平面布置圖盾構(gòu)推進(jìn)施工引起6層住宅建筑物各測(cè)點(diǎn)（位于628環(huán)-634環(huán)上方）的隆沉變化如圖15圖1.7所示。當(dāng)施工610環(huán)時(shí)，盾構(gòu)切口進(jìn)入建筑物下，測(cè)點(diǎn)向上隆起，切口到達(dá)測(cè)點(diǎn)240和241前后隆起量達(dá)+4mm，這是由于盾構(gòu)掘進(jìn)引起的土體擠壓影響造成的。盾尾通過(guò)時(shí)（630環(huán)），測(cè)點(diǎn)明顯下沉至Tmm，這是由于盾尾同步注漿還不能及時(shí)和足量充填盾尾建筑空隙造成的。

24、盾構(gòu)通過(guò)建筑物后（630環(huán)-660環(huán)）的30環(huán)掘進(jìn)施工時(shí)加強(qiáng)了壁后雙液注漿，使測(cè)點(diǎn)隆沉保持在+1+2mm。停止壁后注漿后，測(cè)點(diǎn)發(fā)生微量沉降。從圖中可以看出，本穿越段盾構(gòu)穿越施工對(duì)建筑物產(chǎn)生的影響在允許范圍以內(nèi)，不均勻沉降小于2mm，6層住宅樓未發(fā)生沉降裂縫和門窗變形，穿越施工相當(dāng)成功。圖15JZ1建筑物各測(cè)點(diǎn)沉降變化趨勢(shì)-1-2圖16盾構(gòu)推進(jìn)引起JZ1各測(cè)點(diǎn)的差異沉降圖43210里形變向豎2）建筑物的長(zhǎng)期沉降圖17為盾構(gòu)穿越施工引起既有建筑物的長(zhǎng)期沉降歷時(shí)曲線圖。從圖中可以看出，盾構(gòu)到達(dá)前15m至Om,測(cè)點(diǎn)呈上隆趨勢(shì)，切口到達(dá)時(shí)隆起量達(dá)4mm；盾構(gòu)通過(guò)時(shí)至盾尾脫出后10天內(nèi)，因同步注漿和璧后注

25、漿效果明顯，測(cè)點(diǎn)變化穩(wěn)定在+3mm一+4mm范圍;盾尾脫出后10天一110天的100天內(nèi)，后續(xù)補(bǔ)漿頻率減緩，測(cè)點(diǎn)緩慢沉降了8mm,沉降速率約為0.08mm/d；盾尾脫出后110天一160天的50天內(nèi)，后續(xù)補(bǔ)漿停止后，測(cè)點(diǎn)沉降了12mm，沉降速率約為0.24mm/d。說(shuō)明多次補(bǔ)漿對(duì)控制建筑物的長(zhǎng)期沉降具有明顯效果。盾構(gòu)140160-100102030mt(d)m量-3量形-6變向-9豎-9-12-15-18圖17測(cè)點(diǎn)264的長(zhǎng)期沉降曲線圖73盾構(gòu)穿越運(yùn)營(yíng)地鐵隧道及保護(hù)技術(shù)731地鐵2號(hào)線盾構(gòu)穿越1號(hào)線運(yùn)營(yíng)隧道施工地鐵2號(hào)線人民公園站河南路站區(qū)間隧道施工中，盾構(gòu)出洞段需穿越營(yíng)運(yùn)中的地鐵1號(hào)線區(qū)間隧

26、道。盾構(gòu)出洞后僅12m距離與地鐵1號(hào)線隧道呈85。斜交，且1號(hào)線隧道底部與2號(hào)線隧道頂部間距僅為1m，隧道埋深達(dá)20.6m,見(jiàn)圖18。圖18盾構(gòu)穿越地鐵1號(hào)線示意圖地鐵1號(hào)線隧道在2號(hào)線車站建造過(guò)程中已下沉12mm,其累計(jì)沉降量不能超過(guò)15mm。為此，盾構(gòu)穿越1號(hào)線隧道時(shí)沉降必須控制在3mm以內(nèi)；地鐵1號(hào)線隧道底部已采用多種方法進(jìn)行加固，有水泥水玻璃雙液漿、聚氨酯漿的分層注漿以及旋噴水泥注漿等。盾構(gòu)出洞后即進(jìn)入加固區(qū)，并受鄰近商業(yè)建筑物以及地鐵1號(hào)線隧道的影響，增加了施工參數(shù)準(zhǔn)確設(shè)定的難度。盾構(gòu)的土壓力設(shè)定為0.23Mpa(Po二k。Yh。=0.7X0.18X17.5=0.22Mpa)。每環(huán)出

27、土量控制在理論值的95%左右，掘進(jìn)速度控制在1cm/min加注發(fā)泡劑或水等潤(rùn)滑劑，減小刀盤所受扭矩，同時(shí)降低總推力。加強(qiáng)對(duì)地鐵1號(hào)線的監(jiān)測(cè)，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整掘進(jìn)施工的參數(shù)，做到信息化動(dòng)態(tài)施工管理。合理控制注漿量，控制地鐵1號(hào)線隧道以及地面的沉降。沉降控制在3.5mm左右。732地鐵7號(hào)線下穿1號(hào)線運(yùn)營(yíng)地鐵隧道地鐵7號(hào)線常熟路站肇嘉浜站區(qū)間隧道從常熟路站南端頭井出洞后18m與地鐵一號(hào)線隧道呈79。斜交下穿，最小凈間距為1.4m。隧道交疊的投影長(zhǎng)度上行線約為22米，環(huán)號(hào)為1432,下行線投影長(zhǎng)度約為20米，環(huán)號(hào)為1329。區(qū)間隧道最大縱坡為4%。，隧道中心最低標(biāo)高-21.031m，最高標(biāo)高約為-17.

28、441m，隧道上部覆土厚度17m22m。，見(jiàn)圖18所示。下行線穿越施工后45個(gè)月上行線穿越施工。穿越段土層主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，主要土層的物理力學(xué)指標(biāo)如表1.3所示。地鐵1號(hào)線隧道所處的土層主要為淤泥質(zhì)粘土層、口灰色粘土層，本工程隧道所處的土層主要為口灰色粘土層，辺灰色粉質(zhì)粘土層。交點(diǎn)1交點(diǎn)21VI1號(hào)線隧道2&廠K-7號(hào)線隧道圖18地鐵7號(hào)線隧道與地鐵1號(hào)線隧道關(guān)系剖面圖表8盾構(gòu)穿越1號(hào)線地鐵的土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表層序含水量/w%重度YKN/m3孔隙比e直剪固快壓縮系數(shù)a0.1-0.2MPa-1壓縮模量EES1-2MPa內(nèi)聚力C/kpa內(nèi)摩擦角。32.718.30.9720

29、180.464.65145.817.21.261118.50.962.44t35.818.30.950.238.44149.716.81.4111131.112.311-136.517.91.031613.50.563.711-233.218.00.981422.50.414.96421.319.80.644618.50.256.76圖19、20為7號(hào)線上、下行線盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中引起的1號(hào)線隧道的隆沉變化歷時(shí)曲線圖。從圖中可以看出，當(dāng)盾構(gòu)離隧道15m至盾尾通過(guò)時(shí)，隧道呈逐步向上隆起，上下行線最大隆起量分別為+1.39mm和+2.09mm；盾尾脫出后下沉，30天后的沉降值在-1mm內(nèi)，見(jiàn)圖20所示

30、。隆沉量均滿足既有隧道結(jié)構(gòu)縱向沉降與隆起5mm的要求。 2.52515051.-100里形變向豎一一*9月5日9月10日9月11日一9月12日9月13日9月15日9月17日一*9月22日一9月25日9月26日0a）1號(hào)線下行線（9月10日刀口到達(dá)，11日盾尾脫出）5500里形變向豎509月5日9月10日9月11日9月12日9月13日9月15日9月17日9月21日9月25日9月26日-1b）1號(hào)線上行線（9月12號(hào)刀口到達(dá)，15日盾尾脫出）圖207號(hào)線上行線推進(jìn)引起1號(hào)線的豎向變形曲線5251509月52100ml里形變向豎一圖211號(hào)線下行線與7號(hào)線上、下行線交點(diǎn)變形時(shí)程曲線 盾構(gòu)穿越運(yùn)營(yíng)隧道

31、掘進(jìn)施工采用了信息化施工、降低推進(jìn)速度、降低設(shè)定土壓值、隧道壁后多次補(bǔ)壓漿的技術(shù)措施。推進(jìn)速度從3.5cm/min降到1.5cm/min2.5cm/min。密閉土艙的設(shè)定土壓值在穿越隧道中從0.25Mpa逐步下降至0.2Mpa,見(jiàn)圖22所示。同步注漿量控制在22.5m3/環(huán)，充填率為150%180%見(jiàn)圖23所示。壓倉(cāng)土)米方立(量漿注圖24為1號(hào)線的長(zhǎng)期沉降曲線圖。從圖中可以看出，7號(hào)線穿越施工結(jié)束后130天內(nèi)，既有1號(hào)線的豎向變形呈現(xiàn)出波浪形的變化，并未出現(xiàn)一致的隆起或沉降，但既有1號(hào)線的最大絕對(duì)豎向變形量W1.5mm,相對(duì)施工期的最大變形幅度為3.89mm,不影響既有線路的正常運(yùn)營(yíng)。結(jié)合盾

32、構(gòu)穿越期間既有線的變形可知，施工期變形大的測(cè)點(diǎn)其長(zhǎng)期變形量也較大，如1號(hào)線上、下行線與7號(hào)線下行線交點(diǎn)在施工期和后期的最大豎向變形量分別為+1.38mm、+2.07mm和-1.13mm、-1.6mm。2圖241號(hào)線下行線橫向長(zhǎng)期沉降曲線圖8雙圓型土壓盾構(gòu)施工2003年，上海地鐵8號(hào)線開魯路站嫩江路站翔殷路站黃興綠地站3區(qū)間隧道工程，采用雙圓盾構(gòu)法施工，全長(zhǎng)2688m。2004年地鐵6號(hào)線7區(qū)間隧道也采用了雙圓盾構(gòu)法施工。2007年，地鐵10號(hào)線和2號(hào)線東延伸段5區(qū)間隧道又采用了雙圓盾構(gòu)法施工。上海地鐵工程先后從日本引進(jìn)4臺(tái)6520mmXW11120mm加泥式土壓平衡雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，已完成隧道掘

33、進(jìn)15km。8.1雙圓隧道管片制作和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)隧道結(jié)構(gòu)采用預(yù)制鋼筋混凝土管片，錯(cuò)縫拼裝。管片縱、環(huán)向連接采用球墨鑄鐵預(yù)埋手孔結(jié)合短螺栓形式，縱、環(huán)向螺栓尺寸為M27。接縫防水均采用遇水膨脹橡膠止水條。每環(huán)由圓形管片A（8塊）、大海鷗形管片B（1塊）、小海鷗形管片C（1塊）及柱形管片D（1塊）共11塊管片構(gòu)成。管片內(nèi)徑5700mm，外徑6300mm，環(huán)寬1200mm，中心間距4600mm，見(jiàn)圖25所示。DOT隧道管片基本參數(shù):混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50,抗?jié)B等級(jí)P10,粗骨料粒級(jí)525mm,細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)口f=2.33.0,水泥為P.O42.5,粉煤灰為低鈣II級(jí)灰，外加劑為高效減水劑，管片中預(yù)埋件為球

34、墨鑄鐵，材質(zhì)為FCD500。管片采用高精度鋼模澆筑預(yù)制，單塊管片成型精度如下:TOC o 1-5 h z管片外半徑公差:0+2mm管片內(nèi)半徑公差:1mm寬度公差:0.5mm內(nèi)外弧弦長(zhǎng)公差:0.5mm螺栓孔直徑與孔位相對(duì)位置公差:1mm對(duì)角線公差：W1mm 圖26球墨鑄鐵預(yù)埋件圖25雙圓隧道襯砌結(jié)構(gòu)和管片分塊雙圓隧道管片均采用短螺栓的拼接形式，與一般隧道管片的最大區(qū)別是管片接頭部分采用大量的預(yù)埋件，管片上設(shè)置了球墨鑄鐵（材質(zhì)為FCD-500）預(yù)埋件（見(jiàn)圖5-18）,用于管片環(huán)與環(huán)間和塊與塊間的連接，這是首次在隧道襯砌中采用的新型連接形式。圖27管片水平拼裝圖28雙圓隧道襯砌結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn)雙圓隧道管

35、片試生產(chǎn)后，進(jìn)行3環(huán)試拼裝，以檢驗(yàn)管片制作的質(zhì)量，主要測(cè)縱縫間隙、環(huán)縫間隙、成環(huán)后內(nèi)徑和外徑的偏差，見(jiàn)圖27所示。為掌握雙圓隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力情況，進(jìn)行了雙圓隧道襯砌結(jié)構(gòu)1:1荷載試驗(yàn)，見(jiàn)圖28所示。取得大量結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證了隧道管片的制作質(zhì)量。82雙圓型土壓盾構(gòu)掘進(jìn)施工2003年8月9日，中國(guó)第1臺(tái)雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在黃興路車站工作井始發(fā)推進(jìn)，結(jié)合工程施工，分別進(jìn)行并完成了盾構(gòu)進(jìn)出洞技術(shù)、雙圓襯砌拼裝、盾構(gòu)軸線控制、施工參數(shù)調(diào)整優(yōu)化、地層沉降控制等攻關(guān)研究，在國(guó)內(nèi)首先形成一套雙圓盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工工法。隧道最大坡度28%o，最小平曲線R=495m，隧道覆土5.212m。盾構(gòu)主要穿越土層

36、：灰色粘質(zhì)粉土、灰色砂質(zhì)粉土、灰色淤泥質(zhì)粘土，隧道工程平剖面圖見(jiàn)圖29所示。圖29雙圓盾構(gòu)隧道工程平剖面圖雙圓盾構(gòu)采用輻條式刀盤，正面設(shè)定土壓與盾構(gòu)切口地層變形關(guān)系更直接、反應(yīng)更靈敏、更迅速。設(shè)定土壓值0.15Mpa0.25Mpa,大于靜止土壓0.03Mpa0.06Mpa,為垂直土壓值的0.80.9倍，比面板式刀盤的單圓土壓盾構(gòu)略大。盾構(gòu)總推力一般控制在12000kN17000kN之間，小于2臺(tái)單圓土壓盾構(gòu)的推力。正常掘進(jìn)時(shí)左右刀盤扭矩基本控制在額定扭矩的20%左右。雙圓盾構(gòu)平面、高程控制方法基本與單圓盾構(gòu)相同，但對(duì)管片旋轉(zhuǎn)控制有其特殊技術(shù)。主要利用左或右側(cè)盾構(gòu)千斤頂推力的調(diào)整進(jìn)行糾正。但由于

37、盾構(gòu)機(jī)寬度相對(duì)較大，在左右側(cè)千斤頂推力差相同的情況下產(chǎn)生的力矩也更大。為此，盾構(gòu)平面控制的靈敏度較高，故在工程施工過(guò)程中需對(duì)盾構(gòu)平面姿態(tài)隨時(shí)監(jiān)控并不斷調(diào)整。高程控制主要利用上下盾構(gòu)千斤頂推力的調(diào)整進(jìn)行糾正。為防止可能出現(xiàn)的盾構(gòu)機(jī)“磕頭”現(xiàn)象，在盾構(gòu)機(jī)下部設(shè)置了12個(gè)大推力千斤頂。左右圓隧道高程差（即盾構(gòu)轉(zhuǎn)角）較大時(shí)，將導(dǎo)致左右圓盾殼與管片間的間隙出現(xiàn)對(duì)角無(wú)間隙現(xiàn)象。控制時(shí)需對(duì)盾構(gòu)高程和盾構(gòu)轉(zhuǎn)角兩個(gè)因素進(jìn)行綜合考慮。隧道襯砌由十一塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成，雙圓盾構(gòu)由于斷面較寬，管片拼裝需由二臺(tái)拼裝機(jī)作業(yè)完成。先下部海鷗形管片f二側(cè)標(biāo)準(zhǔn)管片（同步完成，先下后上）f上部海鷗形管片f中間立柱。見(jiàn)圖

38、30所示。下部連接営片護(hù)裝耀管片拼裝圖30雙圓隧道拼裝圖31雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)施工和進(jìn)洞雙圓盾構(gòu)尾部的建筑空隙為110mm,比單圓盾構(gòu)多40mm。2根同步注漿管設(shè)在盾構(gòu)中心頂部和底部，采用雙液快凝漿，注漿率為180%-200%；同步注漿的漿量上部注70%-80%，下部注20%-30%。雙圓隧道的襯砌拼裝在初期施工時(shí)化費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，熟練掌握后拼裝1環(huán)在1小時(shí)以內(nèi)，1天的掘進(jìn)速度可達(dá)8m,長(zhǎng)840m的第一條區(qū)間隧道掘進(jìn)施工化了110天。雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)施工和進(jìn)洞見(jiàn)圖31所示。83雙圓型土壓盾構(gòu)掘進(jìn)和地層沉降控制雙圓盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)周圍土體的影響規(guī)律與單圓盾構(gòu)較為相似，見(jiàn)圖31所示。盾構(gòu)到達(dá)前10m至切口到達(dá)，推進(jìn)軸

39、線地表呈上隆，隆起量小于4mm，比單圓盾構(gòu)小些，說(shuō)明開口率大的輻條式刀盤對(duì)地層的擠壓影響小于開口率小的面板式單圓盾構(gòu)。盾構(gòu)通過(guò)時(shí)對(duì)地層影響很小，保持在+2mm一+4mm范圍內(nèi)。盾尾脫出后的2天內(nèi)沉降較大，可達(dá)15mm,比單圓盾構(gòu)大些，這是由于盾尾建筑空隙有100mm,比單圓盾構(gòu)多了30mm,且雙圓盾構(gòu)上部殼體易背土，加大了地層損失，盡管注漿率大于200%。后期固結(jié)沉降與單圓隧道相同,時(shí)間較長(zhǎng),沉降速率較小。橫向地表變形影響區(qū)域主要集中在軸線兩側(cè)2倍盾構(gòu)寬度(2W)范圍內(nèi)，見(jiàn)圖32所示,與單圓隧道相同。28303234363840424446485052545658606264666870727

40、476788082推進(jìn)環(huán)號(hào)(H)mm(量降沉T切口到:盾構(gòu)通:圖31雙圓隧道施工地表沉降歷時(shí)變化圖50km皋降沉盾尾通 -20-25T-30-18-16-14-12-10-8-6-4-2024681012141618圖32雙圓隧道地表沉降槽點(diǎn)變開軸圖距離地層土壓力隨盾構(gòu)的逼近逐步增加，切口到達(dá)時(shí)達(dá)到最大，盾尾通過(guò)后緩慢減小，見(jiàn)圖33所示。土壓力的增量0.03Mpa0.07Mpa,說(shuō)明盾構(gòu)施工對(duì)周圍地層有擠壓影響。土體受盾構(gòu)施工影響發(fā)生變形位移，實(shí)測(cè)土體變形見(jiàn)圖34所示。切口前方土體在切口逼近時(shí)產(chǎn)生遠(yuǎn)離盾構(gòu)方向的水平移動(dòng)，離盾構(gòu)位置越近，水平位移越大，切口前方土體在切口逼近時(shí)產(chǎn)生隆起或者下沉，盾

41、構(gòu)上方的土體在盾構(gòu)殼體上部時(shí)隆沉變化不大，盾構(gòu)通過(guò)后產(chǎn)生比較明顯的沉降。0.180.160.140.120.10平水0.080.060.048-298-308-319-19-2推進(jìn)日期A1距中軸線6.45m（深度11.2m）A2距中軸線2.3m（深度7m）A3中軸線（深度7.5m）A5距中軸線6.45m（深度11.2m）A5距中軸線6.45m（深度14.5m）切口到達(dá)9-39-49-5圖33雙圓盾構(gòu)施工中地層土壓力實(shí)測(cè)歷時(shí)變化圖土體忒平it穆苗西力tivmml亠g.餛到址5B7-55日國(guó)-550B550-MB350-5B255B1日拌土體位移及分層沉降圖上海地鐵6號(hào)線全長(zhǎng)33公里，全部位于浦東

42、新區(qū)，其中高架線12公里，地下線21公里；其中位于張楊路下的7個(gè)區(qū)間隧道5.6km采用3臺(tái)雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工。在民生路站源深體育中心站區(qū)間隧道盾構(gòu)推進(jìn)184環(huán)200環(huán)范圍內(nèi)，將穿越一根三孔鋼筋混凝土原水管涵。源深體育中心站世紀(jì)大道站區(qū)間隧道施工過(guò)程中，在張楊路、福山路交叉路口東南角，雙圓盾構(gòu)機(jī)將從一民房下方穿過(guò)，民房與盾構(gòu)機(jī)的最小凈距僅為1.03m。隧道平面曲線為R=420m；隧道豎曲線為R5000m。盾構(gòu)推進(jìn)主要位于粘質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土三層土中。該段覆土約5.3m。實(shí)際推進(jìn)時(shí)施工參數(shù)土倉(cāng)壓力取0.9YHMPa,推進(jìn)速度平均為1.2cm/min,同步注漿量為312%左右，同時(shí)實(shí)

43、施了多次少量的二次補(bǔ)壓漿。實(shí)際測(cè)量樓房的底板沉降最大只有-5mm,隧道軸線處D15測(cè)點(diǎn)的最終沉降為-2.133mm，隧道兩側(cè)的D13和D17的最終沉降幾乎接近零。D15測(cè)點(diǎn)地表位移量曲線TJ15TZ15TT+X5EyyuTAyuDhRyuDhuyucpondliauoTyy4XQy4T4y4TQy4DV6Q4DL3Q4RUQ4T0VG4lyQ4lyQ4lyQ4lyQ4lyQ4lyQ4TAQ4T3Q4PQQ4T1Q4lyQ4ZSQ4IPQ4TTX54Dbo441044厶p444RU44DbQO4Dhu34TO34MJW移位點(diǎn)測(cè) #8.矩形盾構(gòu)掘進(jìn)施工81地鐵車站過(guò)街人行地道1995年8月上海隧道

44、工程公司開展矩形隧道掘進(jìn)施工技術(shù)研究和試驗(yàn)工作，在消化吸收日本矩形盾構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制1臺(tái)2.5mX2.5m可變網(wǎng)格式矩形隧道掘進(jìn)機(jī)，并在1996年2月完成了60m工程推進(jìn)試驗(yàn)（見(jiàn)圖2.1）。 # #圖2.12.5mX2.5m可變網(wǎng)格式矩形掘進(jìn)機(jī)及工程試驗(yàn) 1998年2月，地鐵2號(hào)線陸家嘴站5號(hào)出入口地下人行通道工程需穿越建成運(yùn)營(yíng)的延安東路隧道引道和陸家嘴路，長(zhǎng)62.25m，經(jīng)比選，采用了矩形掘進(jìn)機(jī)施工方案。隧道結(jié)構(gòu)采用2m長(zhǎng)的鋼筋混凝土管節(jié)，內(nèi)凈尺寸3mX3m，壁厚400mm，共2條隧道，隧道間凈距2.2m，隧道覆土5.3m，見(jiàn)圖所示。1999年3月，研制了一臺(tái)3.8mX3.8m組合刀盤式

45、土壓平衡矩形掘進(jìn)機(jī)（見(jiàn)圖2.2）。頭部切削機(jī)構(gòu)由圓形大刀盤和正反2把仿形刀組成，螺旋機(jī)出土 # #表3.8mX3.8m矩形隧道掘進(jìn)機(jī)主要工作參數(shù)1斷面尺寸3828mmX3828mm長(zhǎng)度3920mm-4920mm-100 3額定推力20000kn4推進(jìn)速度0_10mm/min5糾偏角度1.86刀盤轉(zhuǎn)速0_1.6r/min7刀盤扭矩1011knm8螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速0_15r/min9螺旋機(jī)扭矩21.2knm10排土量42m3/h11主頂進(jìn)推力25000kn12主頂進(jìn)行程1450mm針對(duì)矩形隧道掘進(jìn)機(jī)施工中可能出現(xiàn)的機(jī)頭背土、旋轉(zhuǎn)、軸線不易控制、全斷面切削和頂力大等難點(diǎn)，采取了以下技術(shù)措施：利用大刀盤及正

46、反兩把仿形刀完成矩形斷面的全斷面切削；通過(guò)對(duì)機(jī)頭頂部壓漿等措施解決矩形掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭背土問(wèn)題；利用刀盤的正反轉(zhuǎn)及壓漿糾轉(zhuǎn)法解決了矩形掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)問(wèn)題；利用糾偏裝置和壓漿糾偏兩種方法對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行糾偏差控制等。圖2.23.8mX3.8m組合刀盤式土壓平衡矩形掘進(jìn)300250200220260257251246239200180mm(差偏程高150100505511712614014012912712312000-5010_3612-15182124273033-55363942454851545760-100 #-100 里程（m）1999年4月一6月，3.8mX3.8m組合刀盤式土壓平衡矩形隧道掘進(jìn)機(jī)在陸家嘴路下 5m順利完成2條54m長(zhǎng)的地下人行通道，離延安東路隧道引道底板不到lm。日掘進(jìn)速度達(dá)5m/d，最高達(dá)8m/d。在掘進(jìn)施工中，采取措施防止機(jī)頭背土，控制了機(jī)頭旋轉(zhuǎn)，隧道軸線偏差控制在5mm以內(nèi)，旋轉(zhuǎn)控制在土5。以后，又陸續(xù)完成了上海地鐵4號(hào)線浦東