日本的地下空间利用.pdf

第卷增 年月 岩石力学与工程学报 口 五介 勘 增 日本的地下空间利用 李小春 地球环境产业研究机构二氧化碳贮留研究室 蒋宇静 京都 一一 长崎大学土木工程系长崎 一 摘要我国大都市刚进入地铁建设高潮期 史 规模和现状 特别是建设技术的现状 地下空间利用起一定的借鉴作用 关锐词地下工程 地下空间 建设技术 分类号文献标识码 面临着许多建设技术上的复杂问题 通过介绍日本地下空间的利用历 特点 动态及其在大深度地下空间开发中应用的可能性 以希对我国 文章编号 一 一 一 增 一 冉 夕 叩 尺忙人人 卿 人 肠 印用 哈 刀心口夕口无山 仰 口口口 一 决护 咖 爪 一 嗯 一 一 卿 卿 引言 日本国土狭窄 人口稠密 多山多灾 不得不 利用地下空间 地下空间利用规模大 世界最长的 青函海底隧道早在年就建成 地铁的营运里程 达 其中绝大部分是在年以前建成的 尽管起步比欧美晚 巨大的建设规模 明智的产业 政策加上复杂的地质条件锻造出了世界领先水平的 建设技术 我国主要大都市的地质条件也很复杂多样 长 江三角洲 珠江三角洲的一些大都市地层比巴黎 伦敦和纽约要软弱 与东京不相上下 还有一些大 城市处于岩溶发达区 膨胀土或丘陵地带 地下空 年月 日收到初稿 年月日收到修改稿 作者李小春简介男 岁 博士 年毕业于重庆大学采矿工程系矿山工程物理专业 现任研究员 主要从事与二氧化碳地中隔离有关的地层力 学稳定性评价及二氧化碳水和物生成控制技术开发工作 第卷增李小春等日本的地下空间利用 间建设中遇到的问题复杂多样 现在一部分大都市 刚进入地铁建设高潮期 未来的中 社会 对地下基础设施的需求是空前巨大的 如地铁 后 我国地铁建设的总里程数会大大超过日本 现有的水平 在巨大的社会需求推动下 经过克服大量的复 杂工程 问题 到那时我国的地下空间建设技术是否 也能达到国际领先水平带着这个问题 本文介绍 了日本地下空间的利用历史 规模和现状 特别是 建设技术的现状 特点 动态及其在大深度地 空 间开发中应用的可能性 以希对我国的地下空间利 用起一定的借鉴作用 裹地下空间利用及相关技术发展年表 年代地下空间利用 相关技术 历史与规模 日本地下空间利用方式及规模的发展变迁是与 其特有的自然和人文条件密切关联的 前者主要包 括地形 地质和气候条件 后者指社会 经济和技 术水平等 为了了解日本地下空间利用的发展规律 和现状 首先对其自然条件作一简单的介绍 日本的山地 丘陵和平原面积分别占国土总面 积的 和 山地主要由中 古生代地层到第三系地层构成 其表层常被更新世火山灰覆盖 平原包括台地和低 地 主要由第四纪沉积地层构成 低地的浅部地层 非常软弱 地下水位高 日本没有干早 半干早地区 平均年降雨量约 由于河床坡度大 集中降雨形成的洪 水对下游平原的威胁较大 由于其位于欧亚 太平 洋 北美和菲律宾海大板块的交接处 因此 伴 随构造运动的断层 火山 地震和海啸活动频繁 自公元年的大和地震到年的神户地震 有 据可考的致害地震就有次之多 平原地区地层软弱 地下水位高 易受洪水及 地震引起的地盘液化威胁山岳地区岩层软硬变动 大 断层密度大 火山及断层活动频繁 受以上自 然条件的制约 日本的地下空间利用实际上是非常 困难的 正因为如此 其利用方式和技术也很有特 色 文 调查了日本年以前的地下空间利用 状况 在此基础上 本文追加了其后完成的有代表 性的工程实例及有关盾构技术发展的内容 制作成 了地下 空间利用及相关技术发展年表表 帝释峡洞窟群 万年前权现山洞窟群 登吕遗迹 前方后圆坟 茶臼山古坟 妙见山法轮寺三井深约 赤德水渠根木山隧道 福山水道 金泽水道 玉川卜水道 水 几水道 见沼代水道 石屋川隧道 长 地下天然气管横滨 逢坂铁路隧道 长 柳漱隧道 菜子公路隧道 琵琶湖运河长等隧道 人工填海中沉箱结构 横滨 地下输电线 东京 生驹隧道 折渡隧道 现存大量世纪的古坟 首次采用虹吸管 全长暗染 采川虹吸管穿越争 底 第条铁路隧道英国人指导 第条日本人独立修建的隧道 首次在隧道施工中采用炸药和 首次采用凿岩机 第条真正的现代隧道 移动式沉箱 复线铁路隧道 人 工挖掘 开放式盾构直径 混凝土片衬砌 日本第座地下发电厂天然 地下空洞利用 第条地铁 明挖开槽法 第个地卜街 水泥注浆机械切削后沟 铸 铁拼装式衬砌 乐气止水 采用河底沉管法 世界第条海底隧进 采月开 放式盾沟辅之以压气法 第座人工开挖地下发电厂 井面地下发电所 共同沟 东京九段 地下通讯电缆东京 地铁东京七野 一浅草 东京须田叮地下商店 丹拉隧道 长 名 大阪安治川隧道 关门铁路隧道长 石 地 下水电厂北海道雨浓 关门公路隧道 营团地铁丸内线 地下停车场 东京日比谷 名古屋地铁 东京下水道 地下输电线 东京深川 盐岭隧道 地下库 低温常压式 北 海道苫小牧 京叶线羽田隧道 新六 甲隧道长 神 户 降水井点施工法项棚盾构 半 圆盾构 钻车 机械式全断面掘进机地下连 续墙 顶棚盾构半回盾构 首次用于 都市隧道 冻结施工法 人工挖掘式圆形盾构首次用 于都市隧道 直径 日本首 台土压平衡盾构直径 泥浆土压平衡盾构直径 新奥法施工 泥浆土压平衡盾构 直径 大清水隧道长 青函海底隧道 长 神奈川共同沟 东京湾横断道路隧道 长 石 直径 博多地下通路 世界首台土压盾构开发成功 世界陆上最 长隧进 世界最 长隧道 衬砌外降水 法 新奥法 化学灌浆 止水 世 界上首台盾构隧道衬砌 全 自动拼装机器人 日本第条公路盾构隧进 世 界第长海底后构隧道 日本 最人汽径泥浆上压平衡盾构 川 界首台连式后构实川化 一 岩石力学与工程学报年 日本地下空间利用的历史可分为个时期 第期为绳文时代公元前年到公元前 年以前 以狩猎为生的原住民利用天然洞穴作 为住居和仓库 第期为绳文 时代末 期 到 明治 时代公元 年 随着农业和手工业的发达 人们的 活动场所逐步转移到地层软弱 地下水位高的水边 低地 除特殊的军事设施 少数的供水隧道外 地 下空间的利用趋于低潮 可以说明治时代以前 日 本的地下空间利用基本上是空 白 第期为明治时代到年初 从明治时代开 始 日本实行了社会变革 积极学习欧美的思想和 先进技术 实现了由农业社会向工业社会的转变 与工业化过程相伴的城市化过程推动了社会基础设 施建设 特别是铁路和公路网的发展 由于各主要 城市被山地所隔 贯穿山地的铁路和公路隧道是日 本本时期最活跃的地下空间利用方式 年建成了 日本史上第条铁路隧道一一石屋川隧道 年 在荷兰人的指导下 首次采用 了人工挖掘式盾构建 成了粟子隧道 同年 首次将爆破技术引入了柳獭 隧道的施工 年 在丹那隧道的施工中采用 了 盾构施工法和水泥灌注技术 与此 同时 地下街 建筑物地下室 地铁 地下输电线 通讯电缆 共同 沟 地下石油贮存槽 海底隧道以及地下发电站等 利用方式都已经在这一时期零星出现 现在的各种 施工技术大部分都在这期间萌芽 受技术水平和社 会需求的限制 都市地区地下空间的深度一般不超 过 这段时期为地下空间利用的黎明期 第期为年至今 可以说这一时期是地下 空间利用的开花期 从经济发展上看 这一时期 日本经历了高速成长期年 平均年 增长率 石油危机后的调整期年 平均年增长率 峋 泡沫经济期 年 平均年增长率及萧条期年至 今 平均年增长率 现有地下设施的绝 大部分是在年以前建成的 泡沫经济崩溃前连续多年经济增长推动了 城市化进程和经济活动半径的增大 从而提高了对 高效率运输体系的需求 这期间建成了由条总 长的新干线和条总长的高 速公路构成的高速运输网 将主要都市连在一起 由于 日本主要都市被山岳隔开 为了缩短运输距离 建设了许多长大隧道 已建成的公路隧道座 总长达至年 已建成的铁路隧道 座 总长至 年 据朝日新闻社 的报告 现在 世界最长的座铁路隧道中的座 和最长的座公路隧道中的座在日本 人口向大都市集中带来都市过密化 功能恶化 同时 生活水平的提高 对交通 通讯 供水供电 等基础设施和文化生活设施的建设提出 了新的要 求 受狭窄的地面空间的限制 东京 大阪等大都 市的公共设施只能转入地下 并且 随着地价逐年 提高 地下空间利用的经济性也逐步显现出来 东 京 大阪 名古屋等个城市建成了共条地铁 总 长约 与地面轻轨一起负担了绝大部分的 市内客运交通 围绕一些枢纽地铁站形成总面积超 过的地下街 各主要都市的下水道儿乎全 部置于地下 东京 大阪及名古屋中心地区的输电 线地中化率已超过 全国通讯洞道总延长达到 了保守管理委员会 年 地下空间也在能源设施方面得到 了积极的利 用 己建成地下水电厂房多座 地下水封式石油 储备槽座总容积 半地下常压低温 储槽座 总容积 地下 半地下 常压低温储槽座总容积 大深度地下空间开发利用 背景 现有地下设施的绝大部分是在年代中期以 前建成的 当时 东京 大阪和名古屋等主要都市 的基础设施虽己达到了较高的水准 但仍不能完全 满足社会的需求 比如 东京的上班上学路上所需 时间平均为单程 许多市内铁路线的超载 率超过 市内汽车的平均速度为市郊平均速 度的 防内涝水设施不足 电线的地下化不完 全等问题仍然存在 需要近一步开发利用地下空间 迄今为止的地下基础设施基本上都是利用了道 路等公共土地下面的地下浅部空间 深度 东京的国有道路面积率为其他部分为不连续 公共地块 私有土地或有基础的建筑物 远小于纽 约 巴黎等城市 可利用空间少 东京市内平均每 公里国有道路下埋设有各种管线己达建设 省资料 导致后继地下工程越建越深 宛延曲折 第卷增李小春等日本的地下空间利用 相互纠缠 如东京的第一条地铁银座线的最低深度 为 年通车的半藏门线最深达 这 样的结果造成建设单价逐年增加 建设周期和难度 也加大 这种因缺少初期通盘规划造成的先下手为 强 后下手遭殃 的混乱局面是值得我 国引以为戒 的 日本社会把目光投向了基本还是空白的大深度 地下 年政府的 第四次全国综合开发计划 就提出了公共设施优先利用地下深层空间立法 其 后的年 公共事业的各主管部门 大学 研究机构及建设公司纷纷设立研究会 就利用的方 针及法律制度展开研究商谈 并提出了许多具体构 想 构想涉及各种基础设施 似乎大深度利用近在 眼前 然而 年后 由于各方在就如何有计划 地利用地下空间的问题上无法形成一致的看法 加 上对技术水平 安全性和环境影响等方面缺乏信心 大深度利用的议论趋于慎重 但 以通产省和 民间大 型建设公司为中心的研究开发工作并未中断 年前后 一些软土及海底大深度地下工程 表 图 包括东京湾横断道路海平面下 东京地铁南北线最深和大江户线最深 条地下河川 深度及扇岛储备槽深 度相继建成 显示了大深度地下工程施工设 计的可行性 此外 在阪神地震年 中地下空 间的 良好耐震性重新唤起 了人们对人深度地卜卜程 开发的热情 这之后 经过儿年的调查和协商终 一 一 颁布了 关于大深度地下公共使用的特别措置法 年月 日颁布 该法定义的大深度地下是 指土地所有者通常不利用的地下 这里通常利用的 地下包括建筑物地下室及基础 水井及温 泉井 其他观光 研究设施等 在大都市地区 水井及温泉井数量极少 其他设施的利用深度一般 小于建筑物地下室及基础 所以通常利用深度主要 取决建筑物地下室及基础的深度 在东京 的建筑物地下室的深度包括底板不超过 另 外 为了防止大深度地下设施施 对其上部建筑的 影响 需要留出的隔离距离 对于桩基建筑物 通常可利用的深度为桩基承载层深度如东京砾层 深度一般一 局部超过 加上嵌入长 度及隔离距离 综合 以上的数据 对 于东京的大部分地区 大深度可定义为以 卜 近期的开发深度可能主要在 该临时法还 规定 大深度公共设施的建设无需向土地所有者支 付土地使用权费 利用的可能性 大深度地下空间利用的可 能性取 决于法律制 都都市与生活设施施基础设施施生产设施施贮藏设施施防灾设施施 住住住办办地地文文停停仓仓上上输输交交发发工工能能粮粮水水废废避避洪洪储储 宅宅宅公公下下化化车车库库下下气气通通电电场场源源食食食弃弃难难水水备备 地地地楼楼街街设设场场场水水输输输厂厂厂厂厂厂 物物物物物 下下下地地地施施施施道道电电电电电电电电电电电电 室室室下下下下下下下管管管管管管管管管管管管 室室室室室室室室室线线线线线线线线线线线线 口口口口日日州州 目目目匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕侧侧口口匕匕匕匕匕匕匕 一一丰 丰丰丰丰丰丰丰丰丰丰 丰丰 丰丰丰丰丰丰丰幸幸斗斗斗斗丰丰丰丰丰丰奎奎 翻之竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺竺 月卜一一 卞卞卞卞下下卞卞卞卞下下寸寸卞卞寸寸 月卜卜寸 寸寸寸寸寸寸寸 月七七寸 寸 月产产 竺竺 奋奋 匕匕 口口 口口 告告 月 一一 主主主主主主主主 闷卜 兰兰 口 月一一一月卜卜土上 上上 兰兰兰 叫 目 闷卜 月 一一 尸 一月卜卜 门卜 曰 一 一叮 叮 闷卜 二 口 二二 甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲 侣侣吕吕吕巴目思思思思思 二曰石石曰曰曰 石石奋二留二目二二昌二留留留 吕早 舀舀舀皿石石石 巴竺竺竺竺竺 竺竺竺竺竺 二石二二月下二二二三三三三三 三 巨 竺竺竺竺竺吧竺巴口吧竺竺 高高高高 已王三 舀舀舀 十十十十十 奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋 率率 一一一一一一一一一一一一一一一一枯 雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏雏 卜卜 闷闷卜二二石月月二二二二月月二二舀月 月 州州林二二二不 不卜一一 州州卜二二三日 日三舀石月 月舀舀二二二月 月巨不二月月杯二二二月月杯舀舀舀月月 巨舀不不月月卜二落三 三 二石二石 石卜 侧 叫叫卜 乏侧 送 一 粗实线表示现状利用深度虚线表示近未来可能利用深度 图地下空间利用方式及深度 岩石力学与工程学报年 度 经济性 相关技术的水平 安全性以及环境影 响等因素 前述的临时法的颁布为其大规模利用奠 定了基础 标志着地下空间利用新时期的来临 关于安全性及环境影响问题 自年以来 通过几个大型研究项目的完成 已有了一定的答 案 一 总之 现有的技术水平和经验能够解决安 全性及环境影响问题 这里不作详细介绍 下面简 单讨论其经济性 大深度地下空间容易实现工程合理的布局和规 划 有利于线状空间的直线化和点状空间的大规模 化 此外 大深度地下还具有更好的隔音隔震 断 热 恒温恒湿性 能满足一些文化设施 精密工场 避难防灾储存设施及 电力设施的要求 对于都市地 面环境的改善 都市功能的完善和防灾救灾能力的 提高具有重要意义 大深度地下设施的建设成本不一定高出浅部许 多 甚至有可能低 这是因为 前者虽然增加了竖 井的成本 但横 向隧道的成本大体相等或者更低 比如 东京西南部深度的更新世粘土层 单轴抗压强度高 一 渗透系数低 一 一一 毗 具有较好的 自稳性 该处的隧道施工成本 可能低于浅部砂砾层中的同样的隧道施工成本 进 一部考虑到因直线化带来长度缩短和土地使用权费 的免除等因素 大深度更具有优越性 大深度设施 的建设成本对深度和地质条件比较敏感 需要具体 分析 据文 的定性分析可知 总体上 大深度地下 设施的维持管理费排水 照 明 通风及人员移动 比浅部稍高 建设技术现状与课题 大深度地下空间建设技术包括调查 设计 施 工及维持监测 诊断和补修 技术 这里只涉及调 查和施工技术 以后者为主 关于地下空间工程调查技术 文 对 必要的调查项目 方法的现状作了介绍和整理 到目前为止的中浅部地下工程的调查主要采用 钻探 包括取芯 孔 内原位试验和室内试验并结合 物探 物探主要采用浅层反射地震波法和维电阻 率法 地震波 电磁波 和 电阻率 也逐步得到运用 这些方法都有超过的运用 实例 总体上能够适应都市大深度地下调查 与道 路下地下工程不同 大深度地下工程常位于地面建 筑物的正下方 常规的垂直钻探和物探方法可能难 以实施 方向控制钻进技术的运用可能为解决这一 问题提供了一条途径 但其在软土中的运用还没 有先例 转弯半径还太大 用于弯曲钻孔的各种试 验探查装置还有待于开发 日本自明治时期开始从欧美引进了各种施工方 法 并根据日本的地质条件和工程要求不断改进 培育了一大批建设机械制造厂 逐步实现 了儿乎所 有设备的国产化 现已成为国际上最大的建设机械 出口国 现有的隧道施工方法数以百计 通常按施工对 象的性质 可分为大类明挖法 山岳法和都市 法 由于日本的都市都位于平原软土或软岩地区 所以 更准确地讲 都市法应称为土质隧道施 法 山岳法为岩质隧道施上法 明挖法可适用于两者 表给出了它们的特点 现状和动态 适用于大深度竖井建设的明挖法有种地下 连续墙法 压气沉箱或沉井 法及机械掘井法采用 球体盾构 垂向掘进机 其中以地下连续墙法的开 挖深度最大 但都没有超过的应用实例 目 前的开发焦点是进一部加大施工深度 地下连续墙 法通过引入碳纤维和高强度混凝土来提高连续墙强 度 最近 压气沉箱法在施工过程自动控制化 施 工中井内无人化和检修人员加氦呼吸系统方面得到 了较大的改进 理论上可达到的施工深度旧 本压气技术协会资料 年 但还 没有施工实 例 要突破该深度界限 将来可能要通过开发检修 机器人代替人工入井 球体盾构法的最大优势是可 以直角转弯 从而采用同一台机器施 竖井和隧道 目前 它的最大挖掘深度为 最大直径为 巧 日本球体盾构工法协会资料 年 垂向掘进 机刚开发出来 据称可挖斜井 曲线井 在掘进途 中可更换切削刀具 主机可反复使用 开挖深度可 达 山岳法经历 了木材支护 钢架支护到喷锚支护 的变迁 喷锚支护又称新奥法支护 强调发挥围 岩 自身承载能力 喷锚支护的初次应用是在年 表 经过十几年的摸索和完善 到年代中期 才变成了岩石隧道的一般施工方法 该法原先只适 用于自稳性好的岩石 由于材料性能和施 艺的 提高及辅助施工技术的进步如化学注浆和冻结补 强 特别是最近在自动化与作业并行化如 第卷增李小春等 日本的地下空间利用 表 以都市地区为对象的地下空间施工技术的特点 现状和动向 方法概要用途优点缺点最大粤用规最大应用深度开发动向施工费施工速孚 模 月 从地面向下开挖 明挖法包 括开槽及竖 井 小口径管路和 初期的地铁 地 铁 站 和 地 下街 等大面积空间 在场地条件允 许的条件下 比 较经济地下 空间形状制约 小 地上设施搬迁 及场地制约非 常大对地下 水等周围环境 的影响大并难 以得到解决 连续墙的高强度 巍 瓣鬓 粼 不 昆 凝土浇铸 直径级的 在用圆筒状机器 盾构法外壳支持洞壁土 的同时连续掘进 直 径儿米到十 几米的隧道状 地 下 空洞和一 部分地铁站 地面土地制约 小对地下水 地下空间的形 和地层变形等状变化难单 周围环境的影 纯建设成本高 响小对土质不考虑周 围 差的地层适应影响对策 性强 叫东京 最大撇 加 湾横断遣路东京下水遭 最大一改 进田 于线 直 尺交 县 润叫关 气用儿场大 利加发功厂压 枷 吧 一 哟 侍 次道 吉 良线引欢脚 雌 月径 伙峨 水呀道 直径见 人断化次 进尺的长 距离化施工自 中小 径 动化地下无人万日圆 化掘 进 速度 大径 一 耐月的高速万日圆 化掘进与支护 并行庐构的适用 地层范围的扩大 如 果能够解决 地下水问题 几 新 奥 法 坑洞壁攀露后 需要防止地下最大断面乎没有深度限 含注及时喷锚支护 盾构隧道 地中地面土地制约水涌水及围岩舞子隧道制 在不允许地 以浅埋隧道为对万日圆 浆 降水 根据围岩变形情连接 一部分地小地下空间 崩落的辅助施 计划 中 的最下水位下降而象的超前支护法断面积 或冻结况再进行二次支铁站形状制约小 工难以抑制 大断面约 采用灌浆止水 的一次进尺延长 的情况 辅助护 也可省去地下水位降低青梅隧道的前提下 地下 水位下约 多功能隧道掘进机组 新型加设了盾构外壳 和后座推进器 以及超前支护技术如 及 一 方面的进展 使得应用范围得到 较明显的加大 山岳法在高压涌水和地层变形上存 在问题 不太适用于都市建筑物正下方的隧道工程 都市法主要是指盾构法 普通的盾构掘进机呈 圆柱形 设置有起支持洞壁土体作用的圆筒状外壳 前方切削刀盘和推进器 机器一面向前掘进一面安 装衬砌一般由金属或混凝土预制块拼装而成 整 个过程中周围土体始终不暴露 解决或缓解了涌水 问题和开挖引起的地盘变形问题 适合于软土和砂 土地层 盾构按封 闭性分为大类开放型前面没有完 全密封 适合于前方工作面 自稳性好或涌水不大的 地层和封闭型前面有挡板将盾构完全密封 适用 于工作面不能自稳或有涌水问题的地层 按切削方 式 前者再分为人工挖掘式 半机械挖掘式和机械 挖掘式盾构 封闭型盾构又叫土压平衡盾构 前部 切削刀盘与主机间设有隔墙 切削卜来的土被挤入 隔仓 通过控制隔仓内土的压力来平衡工作的侧向 总土压 按所采用的切削土压施加控制方式 土压 平衡盾构又分为土压式盾构和泥浆加压式盾构 两 者的根本区别在于 前者通过机器前进形成对切削 土的挤压 后者通过主动注入泥浆施加压力 近 余年来 土压式盾构和泥浆加压式盾构己成为日本 水平隧道的主流机械 世界上第台盾构机是由英国人发明 的 并首次用于年开工的横穿泰晤士河河底 的隧道施工中 然后于再用于第条该河河 底隧道 日本首次使用盾构是年折度隧道 开放 型 圆形 直径 尹 由于技术不成熟 只掘 进了便改用其他方法 年在丹那隧道导 洞工程又进行了尝试 直径的开放型 辅之以压 岩石力学与工程学报年 气法止水 掘进后便被放弃 盾构的首次成 功实例是年在关门海底铁路隧道 直径 的开放型加上压气法止水 掘进首次应 用于都市软土也是首次用于地铁隧道掘进的是在 年的东京地铁丸内线的局部施工中的盾构半 圆形开放型 真正成为以后圆形盾构发展原型的是 用于名古屋地铁觉王 山工区的那台盾构直径 以上都是开放型人工挖掘式盾构 年装有切削 刀盘的机械挖掘盾构登场 大阪地铁第号线 直径 此后开放型盾构成为了都市隧道掘进工程的 主力 在此期间 仅东京营团地铁就采用了台 直到年代初才被密封型盾构取代 为克服开放型盾构的工作面稳定和涌水问题 首台泥浆加压盾构于年诞生直径 东京 电力的深川工地 经历了多年的不断改进 从 年代初成为都市隧道掘进的主力 至今仅东京营 团地铁就采用 了台 到目前为止 施工实例 的最大直径为 最大深度为 可用于 大深度隧道掘进 首台土压式盾构于 年诞生直径 东 京下水道 一般的土压式盾构利用切削刀具的搅拌 作用促进切削土的流塑性 以确保压力的均匀传递 和 出土 只适合于细粒含量高于的土层 近年 来 为了扩大适用范围 通过向切削土里添加泥浆 空气泡沫或表面活性剂等 发展出了近种新机 型 虽然 至今在东京营团地铁只采用了台 但在其他工程 如水道 共同构和其他地区工程中 得到了大量使用 采用该种盾构挖掘的隧道占全部 盾构隧道总长的石川岛播磨重工资料 施工 实例的最大直径为 最大深度不明 近年来 为适应复杂的地质条件和工程的特殊 要求 土压式和泥浆加压式盾构都开发出了数以百 计的机型从圆形到异型 椭圆 长方形 任意型 从直线推进型到转弯型 直角转弯和曲线转弯 从 水平掘进型到倾斜型和垂直型 从单体型到多体型 三联 母子 一 重工业与建设业联手合作把日本的盾构技术推 到了世界领先水平 迄今为止 日本总共使用 了 余 台盾构 并占有全球一半以上的市场 为了适应大深度地下空间开发 盾构的开发方 向是向大断面化 长距离化 施工自动化 地下无 人化及高速化发展 结语 从环境保护 都市美观与功能维持以及安全的 角度考虑 城市的许多基础设施的地下化是不可避 免的 地卜浅部的连续空间是非常有限的 也是非 常宝贵的 一般来说 人深度地卜空间的利用是迫 不得己的办法 首先要尽量充分利用浅部地下空间 城市规划应注意道路和绿地面积率 特别是保留分 布合理的连