超长距离超大直径盾构隧道施工技术PPT

1、,超长距离超大直径盾构隧道施工技术,上海隧道工程股份有限公司 總工程師 楊國祥,泥水盾構開挖面穩定施工,超長距離隧道快速施工,隧道抗浮穩定性分析,聯絡通道施工風險控制,工程概況,主要匯報內容,結語,盾構進出洞施工,盾構施工風險預防,一、工程概況,上海長江隧道工程作為崇明越江通道“南隧北橋”的一部分 南起上海浦東五好溝，北至長興島南端。,地理位置,跨越九公里的長江天塹，而後與雙塔斜拉索大橋相連，直達崇明島。 总投资126亿人民币,河勢、水文,徑流年平均流量2.9萬m3/s,年徑流量9240億m3,年輸沙總量近5億t,分流：北支分流3%,南北港分流比穩定在4060%,一、工程概況,長江口屬典型的江

2、心沙多島型潮汐河口。 呈三級分汊，四口入海格局。,隧道縱剖面,隧道縱坡2.9%，隧道覆土按最大沖深（-20m）控制，正常段1D。,一、工程概況,隧道地质剖面,工程場區75.5m深度（相當標高 80.1m）以上的土層按其成因類型可劃分為8層，其中第、層又可細分為若干亞層。,一、工程概況,、層中承壓水水量豐富，勘察期間測得承壓水水頭標高-4.15-6.76m之間，據上海區域性資料，此承壓水水頭年呈週期性變化，水頭標高0-8m。,工程建設規模為雙向雙管6車道公路隧道，圓隧道外徑15m，內徑13.7m，襯砌環寬2m，採用15.43m泥水平衡盾構掘進機施工，掘進距離達7.5km，隧道平均覆土深度達30m

3、以上。,一、工程概况,设计規模,一、工程概况,同期超大直徑隧道比較,東京灣隧道,易北河第四隧道,竣工日期：1996年8月 盾構機直徑：14.14 m 一次性推進距離：2.3 km 8台盾構雙向推進；江中對接,竣工日期：2002年 盾構機直徑：14.20 m 一次性推進距離：2.1 km,上海上中路隧道,同期超大直徑隧道比較,荷蘭綠心隧道,一、工程概况,竣工日期：2004年3月 盾構機直徑：14.87 m 一次性推進距離：2.0 km 全長7Km，每2Km設一接收井,開工日期：2004年 盾構機直徑：14.87 m 一次性推進距離：2.1 km 兩層雙向4車道,首次在工程實施前採用泥水盾構相似模

4、型試驗，模擬在高水壓淺覆土條件下泥水盾構的推進試驗，進行超大斷面泥水盾構開挖面穩定、施工參數匹配的研究。,二、泥水盾構開挖面穩定施工,模擬盾構試驗平臺模型試驗,採用超級計算機進行全三維的准動態和動態相結合的數值仿真，進行超大直徑長距離掘進施工的開挖面穩定的預測仿真分析，得出開挖面破壞時極限壓力和開挖面破壞形式。,開挖面穩定預測仿真分析,网格变形,总位移,总应力,塑性区,二、泥水盾構開挖面穩定施工,利用曙光4000A超級計算機 最新數值計算技術和平行計算法 全三維視覺化數值仿真模擬盾構推進,二、泥水盾構開挖面穩定施工,模擬盾構推進數值仿真,總結出了一套不同施工條件下以及對周邊環境保護的盾構掘進施

5、工參數匹配優化方法,二、泥水盾構開挖面穩定施工,超大直徑管片1:1模擬試驗研究,管片自重變形 注漿壓力 隧道抗浮能力,三、隧道抗浮穩定性分析,超大直徑管片1:1模擬試驗研究,三、隧道抗浮穩定性分析,多點注漿壓力的技術要求,多點注漿孔同時注漿 單孔附加注漿壓力控制在0.30.6Mpa 管片頂部注漿壓力為其他注漿孔位的2/3以下,三、隧道抗浮穩定性分析,三、隧道抗浮穩定性分析,漿液基本性能,高重度、高稠度、抗剪型、抗液化的單液同步漿研製,模型隧道上浮試驗研究,應用本專案研製的新型同步注漿漿液以及相應的施工工藝，隧道抗浮性能明顯優於傳統的漿液；隧道後期穩定性控制良好。,三、隧道抗浮穩定性分析,三、隧

6、道抗浮穩定性分析,同步施工增加抗浮稳定性,豎橫徑控制在0.2-0.4D，相鄰管片高差8mm,三、隧道抗浮穩定性分析,四、盾構施工風險預防,可替換式刀頭及常壓工作艙,四、盾構施工風險預防,可替換式盾尾刷,第一道 鋼絲刷,应急气囊,盾尾鋼板刷,第二道 鋼絲刷,第三道 鋼絲刷,針對超大斷面正面土體穩定，開發了大體積加固新技術，確保超大直徑泥水盾構出洞階段泥水壓力建立。,五、盾構進出洞施工,洞圈止水,進出洞加固,冻结法加固,洞圈止水,選擇了凍結法和水泥土攪拌加固兩種方式 在上海中環線隧道（盾構直徑14.87m）和上海長江隧道（盾構直徑15.43m）得到了應用,五、盾構進出洞施工,進出洞加固,盾構水中進

7、洞,五、盾構進出洞施工,即時同步施工预制构件,六、超長距離隧道快速施工,即時同步施工工藝,L,滿足快速施工要求,六、超長距離隧道快速施工,盾構機,聯系鋼樑,管線轉接車架,快速施工理念融入盾構機設計,盾構機及各系統必須滿足快速施工要求。,六、超長距離隧道快速施工,即時同步施工工藝,六、超長距離隧道快速施工,結合即時同步施工，採用無軌運輸，確保長距離高效水準運輸,超長距離隧道水平運輸技術,六、超長距離隧道快速施工,七、聯絡通道施工風險控制,上海長江隧道需在長江底下水壓力高達0.6Mpa的條件下施工8條聯絡通道，施工難度大、風險極高。經充分論證比選後決定採用冰凍法施工。,為確保聯絡通道的施工安全，施

8、工中採取以下技術措施： 採用在隧道兩側打孔、喇叭口部分採用雙排孔凍結措施，以確保凍土帷幕的厚度、強度以及與管片的良好膠結。 凍結孔開孔前，先打若干小孔探測地層穩定情況。每個鑽孔都設有密封裝置，以防鑽進時大量出砂、出水。 在凍結過程和開挖過程中加強監測，佈置測溫孔和壓力釋放與觀測孔，全面監測凍土帷幕的形成過程，開挖施工時如遇凍土帷幕有明顯變形及時調整開挖構築工藝。 設置安全門，防止突發事件的發生。,聯絡通道支護結構 聯絡通道防護門,七、聯絡通道施工風險控制,七、聯絡通道施工風險控制,雙排孔凍結,七、聯絡通道施工風險控制,七、聯絡通道施工風險控制,七、聯絡通道施工風險控制,七、聯絡通道施工風險控制,八、結語,上行線盾構 2006年9月23日出洞 2008年5月26日進洞 下行線盾構 2007年1月5日出洞 2008年8月28日進洞 工程品質 優良,施工記錄：26m/天 556m/月,八、結語,在經濟全球化趨勢的推動下，各國以及各城市間都將建立更為密切的合