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1982年 上海延安东路隧道Φ11.3m网格水力机械盾构

作者:阿樓編譯   阿樓博客裡  2005-1-30 23:11:00   来源:盾構法起源歷史
上海延安東路隧道Φ11.3m水力網格盾構
編譯/阿樓
 

    1982年,上海隧道工程建设公司承建长1476m的延安东路北线隧道工程,采用上海隧道建设公司设计、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。盾构长度8.4m,总功率455kW。盾构采用网格胸板支承挤压、进土水力冲切和水力机械输送的挖土方式。盾构的推力依靠支承环周围的48只油压千斤顶提供,千斤顶最大推力可达l0,800t。衬砌拼装采用液压举重臂,举重臂可完成回转、伸缩、平移动作,灵活地拼装重达5t的混凝土衬砌。盾构尾部留有衬砌拼装的空间,末端安装盾尾密封装置,以防止尾部泥水进人盾构隧道。盾构的构造见下图。
 
Φ11.3m網格機械式盾構結構示意圖

    延安东路隧道圆形隧道全长1476m,采用盾构法施工。隧道轴线平面为“S”形,平面曲线半径为500m,纵剖面为“V’’形。盾构自浦东3号井出洞以i=3%的下坡推进到江中段,经竖曲线R=1000m转换成i=3%的上坡直至浦西1号井进洞。1984年12月18日,盾构由浦东3号井正式始发推进,向2号井进发,盾构断面约60%在砂质粉土层中,沿途有地下管线、旧驳岸和暗浜等。当靠近2号竖井钢封门时,还采用正面预埋土压力盒量测压力变化及钢封门变形,及时回馈施工指导推进速度,并控制盾构顶力和出土量。 
    1985年10月4日凌晨,经过精确测量,精心掘进施工437m后,盾构正确地进入了2号竖井。  
    1986年4月24日盾构在井内经维修保养和必要的改装后,再从2号井出洞向黄浦江浦东岸边推进。该处土层为饱和含水砂质粉土层,其厚度为14.8~16.7m,局部存在透晶体和古河道。为改善土体性能,确保盾构安全出洞,将土体分层劈裂注浆,形成“冗”型隔水帷幕,帷幕内侧采用喷射井点降水,以改良稳定土体利于施工。 
    同年8月15日,当降水段施工结束后,即采用全断面气压法稳定正面土体,气压值一般为0.06MPa,在盾构掘进施工中地面沉降量测及时回馈,并以地面跟踪注浆与盾尾及时注浆相结合,严格控制推进速度和出土量,减少顶部土体损失及码头驳岸的沉降。盾构隧道施工必须穿越500余米黄浦江江底,隧道顶部覆土较浅,最浅处仅5.8m,大大小于国际一般要求覆土层厚度为隧道直径的l~1.5倍标准,而该处仅为0.51D。为确保施工安全,在最小覆土处抛填2m厚粘性土,以增加覆盖厚度。施工中严格控制出土量、推进坡度和速度,以保持开挖面稳定,大大减少对地层的扰动。施工中采用双通道精密测探仪跟踪量测江底隆陷量,并利用正面压力盒观测压力变化,随机分析盾构正面土体的物理力学性能来指导开胸面积、部位和出土量,实施信息化施工。由于运用了各种技术措施,使盾构施工闯过了“冒顶涌水”的风险,确保了盾构掘进顺利地穿越了江底。 
    1987年3月19日,盾构由浦西岸边向l号竖井推进时,难度有增无减。首先遇到是防洪墙、驳岸和轮渡站,地面构筑物鳞次栉比,道路交通繁忙,地下管线纵横交错,施工中必须确保地面道路正常通行。该段施工特点是精心施工,采用控制出土量,以壁后注浆及地面测量回馈信息,尽可能地减少地表沉降。对重要构筑物和地下管线采用地基处理加以保护,提高土体稳定性,保证施工安全,以保护地面构筑物及地下管线的安全。 
    该盾构掘进施工的技术又一个难点是要通过两个平面曲线段,曲线半径为500m,一个竖曲线段,其曲线半径为1000m,这是国内盾构隧道施工中较少遇到的。隧道测量采用先进的激光导向测量技术和精确的计算技术。隧道管片采用楔形,分为左转弯、右转弯和垂直转弯等不同形式。并把每块管片做好标记,以对号入座进行拼装,保证每环的拼装质量,要求环面平整,从而使盾构的前进轴线始终控制在设计的轴线轨胁上。 
    1987年10月24日,直径11.3m的超大型盾构掘进机准确地进人l号竖井,其进洞的精度为高程偏差0.3cm,平面偏差2.3cm。这是大直径盾构高精度的贯通,为中国的隧道建设写下了新的篇章。

直徑11.3m盾構穿越浦西密集建築群

    直径11.3m盾构的关键技术为: 
    (1)盾构切口的网格上布置了30扇液压启动的闸门,可根据掘进要求随时调节开挖面进土面积和进土量,起到控制进土部位和开胸率的作用,可辅助盾构纠偏和控制地面沉降,更适应软弱地层的掘进施工,比以往的网格盾构有所创新; 
    (2) 网格上设置了20只钢弦式土压计,接受仪器K-3型巡回检测频率仪具有显示、打印、贮存功能,成为盾构施工的耳目。在掘进中实现了信息化施工,可以及时了解正面土压的情况,回馈后调整施工参数,使开挖面土体达到稳定,在盾构穿越江底浅覆土和浦西建筑群施工中起到重要的作用。正面土压监控,这在我国盾构施工中也属首次; 
    (3)开挖面高压水冲切土体,并采用大型泥泵接力输送泥浆,自动计量装置控制出土量,操作安全方便,输送效率可提高40%; 
    (4)衬砌拼装机的回旋装置首次采用了带制动器的六扭矩液压马达,运转平稳,拼装1476环管片未发生故障; 
    (5)盾尾密封装置消化吸收了日本新技术,采用国产钢丝刷型盾尾密封三道,解决了盾尾漏泥水的难题。其弹性密封,耐久耐腐等技术性能指针,达到日本同类产品的水平。
 
 

点数:25019 发布:順頌 编辑:阿樓隧道翻译 联系:b2b@notbad.cn
 
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