关于超大直径盾构应用现状的思考
目 录CONTENTS
应用前景—日趋广阔Part 1
应用现状—喜中有忧Part 2
展望未来—创新施策Part 3
1、高质量的城市发展需求
改革开放四十年，我国大中城市地面、地上空间基本稳定饱和，并且越来越珍贵。规避大规模的拆迁、改造，减少建设和运营期对周边居民
的影响，既是投资、工期控制的需要，更是城市
高质量发展的需求。因此，与桥、沉管等相比，
地下隧道尤其是大隧道的优势越来越明显。
1、高质量的城市发展需求
粤港澳大湾区国家战略，交通基础设施建设是大湾区建设的重要载体和主要内容
香港屯门隧道
广深港狮子洋隧道
2、复合地层盾构技术体系发展成熟
随着盾构隧道向大直径、大埋深、长距离方
向发展，绝大部分要遇到复合地层。我国在建立
复合地层盾构施工技术体系的基础上，制定了复
合盾构规范等，进一步为大盾构的应用提供了指
引，同时也促进复合地层大盾构技术体系的发展
成熟。
3、大盾构制造业快速发展（自力更生）
国内各厂家大盾构（直径＞12m）数量：中铁装备9台（5台出厂、4台在制造）；铁建重工5台（1台出厂、4台在制造）；中交天和6台（5台出厂、1台在制造）。
4、施工团队不断壮大
国营、民营企业在大盾构施工方面已积累了丰富的经验。
铁建重工制造、十四局施工中铁装备制造、宏润施工
1、国外超大直径盾构业绩
序号工程名称盾构直径（m）序号工程名称盾构直径（m）1易北河第四通道14.2/泥水11加拿大尼亚加拉河引水隧道14.44/泥水
2莫斯科Lefortovo隧道14.2/泥水12伊斯坦布尔海峡工程13.71/泥水
3莫斯科银松森林隧道14.2/泥水13东京湾海底隧道14.14/泥水
4马德里M30环线隧道15.2/土压14美国西雅图SR99隧道17.3/土压
5意大利Sparvo隧道15.55/土压15东京营团地铁7号线14.18/母子泥水6埃及苏伊士运河水下隧道13.02/泥水16荷兰绿色心脏隧道14.87/泥水
7新西兰奥克兰Waterview公路隧道14.41/土压17意大利Caltanissetta公路隧道15.08/泥水
8马来西亚吉隆坡smart隧道13.21/泥水18塞维利亚SE-40高速公路隧道14.0/泥水
15.6/土压
9意大利Santa Lucia隧道15.87/土压20澳大利亚墨尔本西门公路隧道
（在建）
10东京外环公路隧道16.1/土压
东京湾海底隧道（14.14泥水）易北河第四通道（14.2泥水）荷兰绿心隧道（14.87泥水）马德里M30环线（15.2土压）
伊斯坦布尔海峡隧道（13.71泥水）吉隆坡smart隧道（13.21泥水）意大利Sparvo隧道（15.55土压）意大利Santa Lucia（15.87土压）
苏伊士运河水下隧道
13.02泥水盾构意大利Caltanissetta隧道
15.08土压盾构
美国西雅图S99公路隧道
17.3土压盾构
墨尔本西门公路隧道15.66土压盾构
2.1 美国西雅图99号公路隧道（土压盾构，φ17.3m， 泥饼问题
）
2、国外超大直径盾构业绩——代表性工程
2、国外超大直径盾构业绩——代表性工程
2.2 埃及苏伊士运河水下隧道（泥水盾构常规刀盘，φ1
3.02m，泥饼问题）
防泥饼措施：刀盘开口从31％改到46％，增
加管路以加强冲洗能力。
砂层
黏土
黏土
2.3 伊斯坦布尔海峡隧道（泥水盾构常压换刀刀盘，φ1
3.71m，刀具及滞排问题）
p 施工过程问题：
ü刀间距大、破岩效果差、大粒径岩块滞排；
ü刀盘刀具磨损，格栅、碎石机损坏；ü泥浆管路磨损严重。
全断面硬岩 – 全断面软土含孤石 –
过渡段
2、国外超大直径盾构业绩——代表性工程
序号
工程名称
盾构直径（m ）
序号
工程名称
盾构直径（m ）
1上海崇明长江隧道15.4311南京和燕路隧道15.032上海长江西路隧道15.4312杭州钱江通道15.433上海红梅南路隧道14.9313扬州瘦西湖隧道14.934上海陆家嘴隧道14.9314广深港深圳益田路隧道
13.255上海A30沿江通道15.4315武汉8号线3标12.56上海北横通道15.5316香港屯门隧道17.67上海诸光路隧道14.4/土压17香港屯门隧道148南京纬七路14.9318太原西南环线12.14/土压9南京纬三路14.9319武汉三阳路隧道15.7310
南京五隧夹江隧道
15.43
20
横琴马骝洲隧道
14.93
3、国内超大直径盾构业绩
序号
工程名称
盾构直径（m ）
序号
工程名称
盾构直径（m ）
21郑州机场线12.627济南黄河隧道15.7122京张高铁清华园隧道12.6128广佛狮子洋隧道13.5623苏通GIL 综合管廊12.0629汕头苏埃通隧道14.9724大连地铁5号线12.630深圳春风路隧道15.825豫机城际12.8 31
武汉和平大道南延道路工程
16.03
26
佛莞城际隧道
13.46
3、国内超大直径盾构业绩
上海崇明隧道（15.43泥水）南京长江隧道（14.93泥水）南京和燕路隧道（15.03泥水）
上海褚光路隧道（14.4土压）
广深港益田路隧道（13.17泥水）武汉8号线大盾构（12.5泥水）香港屯门隧道（17.6泥水）武汉和平路隧道（16.03泥水）
大连5号线大盾构（12.6泥水）横琴马骝洲隧道（14.93泥水）苏通GIL综合管廊（12.06泥水）
太原西南环线（12.6土压）
广佛狮子洋隧道（13.56泥水）汕头苏埃通隧道（14.97泥水）深圳春风路隧道（15.8泥水）武汉（16.03泥水）
4.1 上海褚光路隧道（φ14.4m土压，软土地层，应用成功）
盾构隧道全长1390m，埋深为8.54~33.17m，沿线主要土质分布为：④灰色粘土、⑤1灰色粉质粘土、⑤3灰色粉质粘土夹砂土、⑥暗绿色粉质粘土、⑦1黄~灰色砂质粉土夹
粘土、⑦1T灰色粉质粘土夹粉砂。盾构2017年10月10日始发，于2018年6月20日到达
。
4、国内超大直径盾构业绩——代表性工程
4.2 上海崇明隧道（φ1
5.43m泥水盾构，均一软土，应用成功
）
4、国内超大直径盾构业绩——代表性工程
4.3 南京纬三路、纬七路隧道（φ1
5.43m泥水，复合地层，刀具/滞排问题
）
4、国内超大直径盾构业绩——代表性工程
超大直径盾构隧道工程技术的发展 傅德明周文波 上海市土木工程学会 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ14.89m 盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道；又在长江底下采用2台φ15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国内外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 关键词：盾构隧道超大直径工程技术 1．超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的方向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约 2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘进，隧道管片分为11块，厚度65cm，结构计算采用弹性地基梁模型，接头弹簧系数经管片接头实验取得。 图1a 东京湾道路隧道工程平、剖面图 1997年6月，日本东京营团地铁7号线麻布站工程[2]，采用1台Φ14.18m母子式泥水盾构掘进机，掘进一条长364m的3线地铁隧道后进入通风井，然后从大盾构中推出Φ9.70m的盾构掘进777m的双线隧道。这是世界是第一台大直径的母子式盾构，体现了盾构技术的新发展。
大直径盾构机首次应用是本项目监理控制重难点重难点分析 本项目设计运行速度快，车站及区间设计标准高，本工程区间隧道内径为7.5m，管片厚度400mm,隧道外径8.3m,因此盾构机刀盘外径尺寸不小于8.5m。该盾构机型为成都地铁项目首次应用，需要专门设计定制，施工单位也没有相关盾构工作经验；由于盾构区间隧道断面大，势必在施工过程中较之前盾构施工相应增加以下控制重难点： 一、大直径盾构机的开挖断面增大，在掘进过程中对周边土体的扰动范围较大，导致在掘进过程及穿越风险源的时加大了地面及周边建构筑物异常沉降的风险。 二、大直径盾构区间，由于管片尺寸和重量增加导致拼装难度增大，影响成型管片质量。 三、大直径盾构机的开挖面较大，掌子面地质情况更复杂，影响盾构掘进。 四、大直径盾构机第一次在成都地铁掘进中应用，参建方无相关施工经验。 针对性措施 一、严格控制出土方量，严禁连续超方情况出现，尽可能将风险降至最低；在穿越风险源前，严格按照地铁公司管理办法组织相关条件验收工作，保证预加固满足方案和设计要求，相关准备工作已完善后方可允许穿越；加强地面监测巡查，发现异常情况及时采取有效措施进行处理，并控制事态发展和影响。 二、加强管理人员及相关作业人员的安全技术交底，且拼装手必须选用有多年经验的人员来操作，保证拼装安全和质量；加强管片进场到拼装全过程监控，特别是止水带软木衬垫粘贴质量及螺栓复紧的控制；加强对隧道能行管片检查，做好管片姿态测量工作，并根据管片变化情况适当调整盾构机掘进，以保证成型管片质量；大直径盾构区间管片与土体间间隙增大，需相应增大同步注浆量，同步注浆浆液必须根据相关条件综合考虑浆液凝固时间来选择适当的配比，以保证同步注浆效果。同时在同步注浆过程中采取注浆量和注浆压力双控的原则，避免出现管片错台或上浮等情况。
大直径泥水盾构水下接收关键施工技术 发表时间：2019-07-29T12:16:43.343Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：陈郁忽慧涛莫康康 [导读] 摘要：伴随我国城市建设的飞速发展，盾构法施工因施工扰动小、机械化程度高等诸多优点，在大断面、穿越江河及海底隧道中应用实例越来越多，而如何顺利、安全接收盾构机出井也成为诸多工程不可回避的问题。 中交一公局集团有限公司北京 100024 摘要：伴随我国城市建设的飞速发展，盾构法施工因施工扰动小、机械化程度高等诸多优点，在大断面、穿越江河及海底隧道中应用实例越来越多，而如何顺利、安全接收盾构机出井也成为诸多工程不可回避的问题。本文通过介绍南京市纬三路过江通道工程S线大直径盾构机水下接收过程中涉及的冷冻加固、基座施工、洞门凿除、接收井回灌及清渣、盾构接收段掘进等施工内容，阐述了大直径泥水盾构机水下接收的关键工序及施工控制难点，为今后类似工程提供参考及借鉴。 关键词：大直径盾构；加固；水下接收 1、工程概况及地质 1.1 工程概况 本工程S线盾构段里程为SDK3+553～SDK7+687.6，全长4134.6m。长江南岸大堤宽度为40m，大堤防洪墙里程为SDK7+266，盾构穿越防洪墙位置盾顶覆土厚度约为33.6m，盾构到达接收段里程为SDK7+400~SDK7+687.6。 图1.1纬三路过江通道平面示意图 1.2 接收段水文地质 盾构接收段地层从上到下依次为淤泥质粘土、粉砂、粉质粘土；处于长江漫滩沉积地貌单元，地势较为平坦，地面标高为6米至9米，水系比较发育，地下连续墙主要埋深在③1粉质黏土及以下。据地堪资料显示，S线江南工区接收工作井处地层特征如图1.2所示。 工程所在区域气候较为湿润，雨水量大，对地下水补给充足。据勘察资料显示，南岸S线明挖段场地上层潜水位于地面以下0.80m至1.00m之间。本工程场地内所含地下水按其特征可以分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水两种。 图1.2 纬三路过江通道S线盾构到达接收段地质纵断图 2、盾构接收段施工技术 盾构到达采用水中接收；接收井端头处理采用了水泥搅拌桩与高压旋喷桩相结合的加固方式，同时进行冷冻法辅助加固，当冷冻效果满足设计要求后，进行洞门区域内地下连续墙混凝土的凿除作业；洞门密封止水装置采用钢板刷（一道），同时对特殊环管片进行压注双液浆液及压注聚氨酯相结合的止水形式；当注浆完成后抽除接收井内的回填砂土和水，通过对钢管片上预留的注浆孔对止水箱进行二次注浆给予加固。施工工艺流程如下图2-1所示。 2.1盾构接收井端头加固 （1）盾构接收端头加固 盾构接收端头地基加固采用?850@600三轴水泥土深层搅拌桩（水泥掺量≥25%）与?1200@900旋喷桩加固（水泥掺量≥25%，垂直精度≤L/200）相结合的加固形式。其平面布置方式如图2.2所示。 图2.1 盾构水下接收施工工艺流程图
超大直径盾构隧道工程技术的发展 傅德明文波 上海市土木工程学会 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ 14.89m盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道；又在长江底下采用2台φ 15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 关键词：盾构隧道超大直径工程技术 1．超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。隧道最大埋深60m，在粘土和砂性土中掘进，隧道管片分为11块，厚度65cm，结构计算采用弹性地基梁模型，接头弹簧系数经管片接头实验取得。
图1a 东京湾道路隧道工程平、剖面图 1997年6月，日本东京营团地铁7号线麻布站工程[2]，采用1台Φ14.18m母子式泥水盾构掘进机，掘进一条长364m的3线地铁隧道后进入通风井，然后从大盾构中推出Φ9.70m的盾构掘进777m的双线隧道。这是世界是第一台大直径的母子式盾构，体现了盾构技术的新发展。 图1b 东京湾道路隧道φ14.14m泥水盾构图2易北河第4隧道φ14.2m复合型泥水盾构 1997年开工的德国汉堡易北河第4隧道工程[1],长度2.6km,河底最小覆土仅为7m(小于0.5D),采用海瑞克公司制造的φ14.2m复合型泥水盾构,见图2所示。穿越的地层为坚硬的粘土、砾,含水丰富,透水系数大,掘进施工十分困难。盾构机中心设有3m直径的先行小刀盘, 泥
超大直径盾构施工技术综述
超大直径盾构施工技术综述
超大直径盾构施工关键技术综述 王华伟 （中铁十四局集团有限公司） 一、工程概况 1.1地理位置 南京长江隧道工程位于南京长江大桥与三桥之间，连接河西新城区-梅子洲-浦口区，是南京市跨江发展战略的重要标志性工程，它的建成将彻底改变目前南京市长江单一的桥梁过江交通方式，对于缓解跨江交通压力，促进沿江经济发展，造福百姓，具有十分重要的意义。 南京长江 1.2水文和地质条件 盾构隧道穿越的江面宽度约2600m，最大水深约28.8m，最大水压力为6.5kg/cm2，江中最小覆土厚度为10.49m
（0.7D）。隧道所穿越的主要地层包括：填土和淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂、粉细砂、砾砂、圆砾以及少量强风化粉砂质泥岩。其中盾构穿越强透水地层（渗透系数达10-2-10-3cm/s）2672m，占盾构段总长度的88.4%，对刀具磨损严重、造成掘进困难的砾砂、圆砾复合地层地段长1325m，占整个隧道长度的43.8％。 1.3设计情况 南京长江隧道工程全长5853m，按双向6车道快速通道规模建设，设计车速80公里/小时。其中左线盾构施工段长3022m，右线盾构施工段长3015m。隧道施工采用两台直径14.93m的泥水平衡盾构机，由江北工作井始发向江心洲接收井同向掘进。 盾构隧道管片内径13.30m，外径14.50m，厚度60cm。每环衬砌由10块管片组成，环宽2m。管片拼装设计为7块标准块、2块相邻块和1块封顶块，分Z型Y型两种管片模式。管片设计强度C60，防水等级S12。 二、国内外超大直径盾构隧道建设情况介绍 盾构法隧道施工技术问世至今已有近200年，作为隧道建造的一种先进技术——盾构法已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程领域，但超大直径盾构隧道工程实例并不多见，国内外典型的工程项目主要有： 1、国外超大型水下盾构工程典型项目 （1）日本东京湾横断公路隧道：1997年建成，跨海双向4车道公路隧道，盾构机直径Φ14.14m，隧道总长度9.1公里，被人工岛分为4.6公里和4.5公里长的两段，每段由两台盾构机对向各掘进约2.5公里；主要地质为软弱的冲积、洪积黏性土层
超大直径盾构施工关键技术综述 王华伟 （中铁十四局集团有限公司） 一、工程概况 1.1地理位置 南京长江隧道工程位于南京长江大桥与三桥之间，连接河西新城区-梅子洲-浦口区，是南京市跨江发展战略的重要标志性工程，它的建成将彻底改变目前南京市长江单一的桥梁过江交通方式，对于缓解跨江交通压力，促进沿江经济发展，造福百姓，具有十分重要的意义。 1.2水文和地质条件 盾构隧道穿越的江面宽度约2600m，最大水深约28.8m，最大水压力为6.5kg/cm2，江中最小覆土厚度为10.49m（0.7D）。隧道所穿越的主要地层包括：填土和淤泥质粉质粘土、粉土、粉砂、粉细砂、砾砂、圆砾以及少量强风化粉砂质泥岩。其中盾构穿越强透水地层（渗透系数达10-2-10-3cm/s）2672m，占盾构段总长度的88.4%，对刀具磨损严重、造成掘进困难的砾砂、圆砾复合地层地段长1325m，占整个隧道长度的43.8％。 1.3设计情况 南京长江隧道工程全长5853m，按双向6车道快速通道规模建设，设计车速80公里/小时。其中左线盾构施工段长3022m，右线盾构施工段长3015m。隧道施工采用两台直径14.93m的泥水平衡盾构机，由江北工作井始发向江心洲接收井同向掘进。 盾构隧道管片内径13.30m，外径14.50m，厚度60cm。每环衬砌由10块管片组成，环宽2m。管片拼装设计为7块标准
块、2块相邻块和1块封顶块，分Z型Y型两种管片模式。管片设计强度C60，防水等级S12。 二、国内外超大直径盾构隧道建设情况介绍 盾构法隧道施工技术问世至今已有近200年，作为隧道建造的一种先进技术——盾构法已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程领域，但超大直径盾构隧道工程实例并不多见，国内外典型的工程项目主要有： 1、国外超大型水下盾构工程典型项目 （1）日本东京湾横断公路隧道：1997年建成，跨海双向4车道公路隧道，盾构机直径Φ14.14m，隧道总长度9.1公里，被人工岛分为4.6公里和4.5公里长的两段，每段由两台盾构机对向各掘进约2.5公里；主要地质为软弱的冲积、洪积黏性土层以及洪积砂层，最大水压6kg/cm2，属于当时最大直径盾构隧道。（2）德国汉堡易北河第四公路隧道：2000年1月底贯通，双向4车道公路隧道，盾构机直径Φ14.2m，隧道长度为2561米，穿越的地层主要为黏土、松散至细密的砂、砾石和冰山泥灰岩，最高水压约为4.5kg/cm2，打破东京湾横断公路隧道直径记录，成为世界当时最大直径盾构隧道。 （3）荷兰格林哈特隧道（绿心隧道）：2004年年底贯通，双线铁路隧道，盾构机直径Φ14.87m，隧道全长7155m，分为4个区间（最长2200米）。地质主要为软粘土、泥煤层和细沙，最高水压5kg/cm2，又创造了一个新记录。 2、国内超大型水下盾构工程典型项目 国内超大型水下盾构工程典型项目主要有：上海沪崇苏过江隧道和南京长江隧道。武汉长江隧道、狮子洋隧道、穿黄河隧道三条盾构隧道虽然各有特点，但盾构直径较小，均在9.0m～
关于我国海底隧道建设若干工程技术问题的思考 郭陕云 (中铁隧道集团有限公司,河南洛阳 471009) 摘要:结合国内外海底及水下隧道建设的实例,从海底隧道的工程准备、技术方法、方案比选、风险管理、工程理念等方面进行论述。提出海底隧道项目应从长计议、及早打算、周密安排,才能少走弯路,不失时机;对沉埋法、暗挖法、盾构法修筑海底隧道的优缺点进行分析,提出采用建议及应当注意和研究的问题;从线位和线形、线数和断面、附属及运营设施、建造方式等方面对海底隧道工程方案进行比选,提出建议;提出我国海底隧道采用风险管理的建议;进一步强调要树立正确的工程建设理念。关键词:海底隧道;工程准备;技术方法;方案比选;风险管理;工程理念中图分类号:U459.5 文献标识码:B Co mments on So me Engi n eeri n g and Technology Issues Rel ated to Buildi n g Sub 2sea Tunnels i n Chi n a G UO Shan 2yun (China R ail w ay Tunnel Group Co .,L td .,L uoyang 471009,Henan,China ) Abstract:On basis of case hist ories of sub 2sea tunnels and sub 2water tunnels in China and f oreign countries,the author makes s ome co mments on sub 2sea tunnels in res pect of engineering p reparati ons,technical methods,op ti on selecti on,risk manage ment and engineering concep t .The author states that for sub 2sea tunnel works,future issues should be p r op 2erly considered and early p reparati ons and water 2tight arrange ment should be made s o as t o avoid det ouring course and not t o l ose any opportunity .After analyzing the advantages/disadvantages of s ome popular constructi on methods for sub 2 sea tunnels,such as i m mersed tube method,drill and blastmethod and T BM (Tunnel BoringMachine )method,the au 2thor makes s ome suggesti ons on the selecti on of the p r oper constructi on methods f or sub 2sea tunnels and p r ovides s ome t op ics t o which s pecial attenti on should be paid and /or researches should be made .The author als o makes s ome advices on the op ti on selecti on of sub 2sea tunnels in ter m s of l ocati on and alignment,tube numbers and cr oss 2secti on,auxiliary and operati on facilities and constructi on methods .The author suggests that risk manage ment should be intr oduced int o the manage ment of the sub 2sea tunnel works in China .The author finally e mphasizes that rati onal engineering concep t should be established in the m ind of the decisi on 2makers . Key words:sub 2sea tunnel;engineering p reparati on;technical method;op ti on selecti on;risk manage ment;engineer 2ing concep t 0引言 厦门东通道翔安隧道的建设开启了我国大陆方面海底隧道的先河,使得我国众多隧道建设工作者和有关专家、学者的多年梦想成真。我们由衷地敬佩福建省及厦门市相关主管领导的勇气和魄力,并感谢他们为中国水下隧道的建设和发展所做出的努力和贡献。翔安隧道将作为中国大陆第一座海底隧道载入史册。我曾有幸多次参加厦门东通道的技术方案征询和论证会,并于2004年3月参与并主持了中国土木工程学会隧道及地下工程分会和厦门市路桥建设总公司联合举 办的厦门东通道海底隧道修建技术高级专家研讨会,所以对翔安隧道修建技术方案前后形成的过程有着部分的了解。因此也催使我对海底隧道建设的工程技术问题有着个人粗浅的认识和想法。 1工程准备 人类要用水下隧道穿越海域的思想始于19世纪 的欧洲拿破仑时代,英法海峡隧道自1800年曾两次动工开挖后又停了下来。正因为人们有了这百年的热望和向瀚海天堑挑战的勇气,才产生出了当今为世人所骄傲的“世纪杰出工程”。日本于20世纪40年代建 收稿日期:2007-05-29 作者简介:郭陕云(1958-),中国土木工程学会隧道及地下工程分会理事长,教授级高级工程师。 第27卷 第3期2007年6月 隧道建设Tunnel Constructi on 27(3):1～5 June,2007
超大直径泥水盾构机在高水压复合地层中的刀盘脱困技术 发表时间：2019-07-02T10:21:47.980Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：莫康康勾常春[导读] 南京市纬三路过江通道工程位于南京长江大桥上游约5km和已建成通车的南京纬七路长江隧道下游约4km处。 中交隧道工程局有限公司北京 100102 摘要：南京市纬三路过江通道工程位于南京长江大桥上游约5km和已建成通车的南京纬七路长江隧道下游约4km处。S线盾构段由江北始发井始发，穿过江北长江大堤经潜州、梅子洲，在江南上岸后与定淮门大街和江东北路顺接，盾构开挖直径15.02m。施工中承受的最高水压0.74Mpa，岩层段石英含量高达65%。江底隧道覆土厚度浅，覆土厚度只有0.6盾构直径；一次掘进距离长，盾构段长4.135km。盾构 掘进期间，所穿越的地层有淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾、卵石地层及粉砂岩，目前刀盘受困里程到达SDK4+710，所处地层分段为⑤-1中粗砂、⑥-1圆砾及卵石、⑧-2 粉砂岩，关键词：南京市纬三路过江通道盾构刀盘受困 1 刀盘受困原因分析 ① 2月5日23点左右，推出式滚刀推出全部完成后，准备掘进时发现排泥管道堵塞，通过冲洗方式试图疏通管道，在此期间刀盘一直在转动。2月6日凌晨4点左右，人工停止刀盘转动，十分钟后启动刀盘，刀盘被困。 ②盾构机刀盘转动所需要克服的扭矩为五部分:刀具切削土体的所需的扭矩T1；作用在刀盘面上的土压产生摩擦的所需的扭矩T2；径向负载所需的扭矩（刀盘面＋其他驱动部重量）T3；轴向负载所需的扭矩T4；密封阻力所需的扭矩T5。盾构扭矩计算值表 从盾构扭矩计算表中可以看出：克服作用在刀盘面上的土压产生摩擦的所需的扭矩占到总扭矩的94.67%。 ③根据以上两点分析，目前刀盘受困的主要原因是坍塌的土体造成刀盘与土体之间的摩擦力产生较大的扭矩，而非因基岩或大石块卡住受困。因此，尽量清理坍塌的土体，减少土体与刀盘之间摩擦力引起的扭矩是刀盘脱困的关键。 2 刀盘脱困总体方案 为了能够实现带压进仓，同时清洗泥水仓的目的，将采用渗透-成膜-反冲的模式进行清洗泥水仓，既能形成稳定的泥膜又能较安全的冲洗泥水仓。在江面回填铺设软体排并压载完成后，采用小比重低粘度泥浆进行渗透，对土体进行一定的渗透，形成泥浆渗透带封堵地层，之后利用高粘度泥浆形成泥膜，最后采用大比重泥浆进行反循环冲洗，以清除泥水仓堆积的渣土，最终转动刀盘。若出现清洗完成后刀盘仍未脱困，将采用饱和带压进仓进行清理，达到刀盘脱困的目的。 3 刀盘脱困技术 3.1 压力设定 为防止击穿此处选用泥水压力设定计算公式的下限值计算公式，采用水土分算的方法，在水压力的基础上逐步增加压力，但不超过水土压力计算值的下限值，每次增加0.1Bar～0.2Bar。计算如下：盾构停机位置： SDK4+710 主动土压力系数：Ka=tan2(45°－Φ/2)=0.314，取盾构掌子面中心处对应土体的主动土压力系数。土的粘聚力：Cu=0 地面高程：-25.788 盾心高程：-51.579 江面高程：3.737（根据实测调整）该处泥水压力下限值为： Pa=水压力+土压力－2·Cu·sqrt(Ka)+30 =556.787Kpa+16.7214Kpa+25.6538Kpa+4.823Kpa+21.8795Kpa+16.6169Kpa+3.2656-0+30 =661.0562 Kpa =0.661MPa 综上，在水压0.54Mpa的基础上逐步增加，但是最大不超过0.661Mpa。 3.2泥浆参数选定 选择泥浆作为渗透泥浆，其首要条件是泥浆的颗粒粒径不能太大，也不能太小。泥浆颗粒太大容易淤堵表面，无法形成渗透带泥膜，颗粒太小则容易穿透地层，无法形成渗透带，泥浆选自回浆池中泥浆，作为泥浆渗透-成膜的基础泥浆，再掺入膨润土原土或者木屑。另外，还可以采用粘土浆进行地层渗透。在保证开挖面稳定的前提下，为了保证泥浆在实际地层中形成一段距离的渗透带，同时泥浆滤失不能太多，可选用5%～8%左右的纯膨润土浆（密度1.05g/cm3左右，粘度20s以上，d85为30～40μm左右）作为开舱用渗透泥浆，以填充地层的孔隙，增加地层的稳定性。 3.3 成膜参数选定 表4.3-1 泥浆性质一览表
复杂地质条件下大直径海底隧道盾构选型 摘要：本文对复杂地质条件下大直径海底隧道盾构选型的特点进行了分析，并结合某海底隧道的工程特点及地质条件，对影响盾构选型的各种主要因素进行了分析，对泥水平衡盾构和土压平衡盾构从各个方面进行了综合比选，最终选择了适合本工程的大直径复合泥水盾构。由于目前国内外大直径复合泥水盾构在复杂地质条件下的工程应用很少，本文回顾了国内外复合泥水盾构类似工程应用情况。通过调查结果表明，大直径泥水盾构的制造及在该海底隧道中的应用是可行性。 关键词：复杂地质；大直径；海底隧道；盾构选型 Large-diameter Shied selection to Undersea Tunnel on Condition of Complex geology Liu jiguo, Guo xiaohong China communications second highway survey design and research institute, Hubei, Wuhan, 430056 Abstract: the characters were analyzed to large-diameter shied selection to undersea tunnel on condition of complex geology. Associated to the engineering characters and geology condition of an undersea tunnel, the major factors that can influence shied selection were analyzed and the election was done between mud-water balance shield and soil pressure balance shield from every aspects. At last, the proper large-diameter mud-water multiple shied was selected. Because the application of large-diameter mud-water multiple shied was very few all of the world, the similar engineering application of mud water multiple shied was surveyed. The investigation result shows that the large-diameter mud water multiple shied can be madden and can be applied to the undersea tunnel. Key words: complex geology Large-diameter undersea tunnel shied selection 作者简介：刘继国，男，1976年生，硕士，从事隧道与地下工程方面的设计和研究工作 1 引言 近几年，我国长江上几条采用盾构法修建的江底隧道相继开工建设。位于武汉的长江第一隧，盾构直径11.38m，盾构段长2550m；位于南京的长江隧道，盾构直径14.96m，盾构段长2990m；位于上海的崇明越江隧道，盾构直径15.42m，盾构段长7500m，是目前世界上最大直径的盾构隧道。这些江底盾构隧道的建设，为我国大直径盾构的设计与施工积累了经验，也为下一阶段的海底盾构隧道设计、施工提供了参考。 目前，采用钻爆法修建的厦门翔安海底和青岛胶州湾海底隧道已经开工建设，同样采用钻爆法修建的大连湾海底隧道前期论证工作已经完成，年内有望开工，但国内目前还没有采用盾构法修建的海底公路隧道。 沿海城市某海底隧道的前期工作已经展开，根据研究成果，该隧道将推荐采用盾构法施工。本文结合
超大直径泥水盾构机长距离掘进常压换刀具技术 发表时间：2019-08-08T14:13:57.627Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：莫康康陈郁[导读] 南京市纬三路过江通道工程位于南京市长江大桥和南京纬七路过江通道之间，本文所涉及S线工程其盾构段掘进长度为4135m。 中交一公局集团有限公司北京 100024 摘要：盾构法施工因刀盘所处地质条件不同，盾构机刀具和刀盘所受的磨损程度也不尽相同，而在岩石地质条件下，盾构法施工对刀具乃至刀盘的磨损尤为严重；为保证盾构机刀盘使用安全，减少带压进仓换刀的风险，设计常压可更换刀具的刀盘意识大势所趋，本文以南京市纬三路过江通道工程实例为依托，就复杂地质条件下大直径泥水平衡盾构机刀具磨损严重问题，对超大直径泥水平衡盾构机长距离掘进过程中常压换刀具技术展开研究。通过对本工程盾构掘进施工中常压进仓换刀作业的成功实施，总结出复杂地质条件下长距离盾构隧道施工中常压进仓换刀施工工艺和方法。 关键词：泥水平衡盾构机；复合地层；常压更换 1工程概况 南京市纬三路过江通道工程位于南京市长江大桥和南京纬七路过江通道之间，本文所涉及S线工程其盾构段掘进长度为4135m。工程采用三菱、石川岛和中交天和机械联合生产的泥水平衡盾构机，盾体直径φ14.93m，刀盘采用面板式结构，盾构机开挖直径15.02m，开口率25.7%，盾构刀盘主要为切削刀和滚刀两种类型，刀具共计812把，其中先行切削刀和可推出式切削刀（可调）高度为200mm、滚刀为160mm、主切削刀为100mm。常压可更换刀具为刀盘NO2、4、6、8辐条安装的80把推出式切削刀，更换刀具时作业人员从盾构机中心人闸进入辐条，在刀盘辐条内常压状态下可以伸、缩及更换刀具。为了刀具检修更换方便，刀盘可以整体向后滑动100mm，盾构机刀盘如图1-1所示。 中心人闸舱门直径为900mm，舱体直径为1700mm，总长为4800mm，共有3道舱门，配备压力控制调整系统一套，中心人闸具有带压作业功能。 刀盘共有4个独立的可更换刀具作业空间，每个辐条配备一道安全门，检查更换刀具前打开舱门，进入辐条内作业，辐条内作业空间高5360mm，宽度最小943mm，厚度最大为1970mm。 图1-1 盾构机刀盘 2穿越地质情况与刀具情况 2.1穿越地质情况 盾构所穿越地层从新到老大致可分为10个大层24个亚层，有关的地层性状描述见表2-1。
R E N E W A B L E R E S O U R C E S A N D C I R C U L A R E C O N O M Y 襍2019 Vol.12.No.2襊 B R I E F N E W S 简讯 京津冀及周边地区工业绿色发展座谈会 在天津召开 2019年1月21日，京津冀及周边地区工业绿色发展座谈会在天津召开。工业和信息化部节能与综合利用司，北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、山东省、河南省工业和信息化主管部门相关负责同志，以及清华大学、中国国际工程咨询有限公司、中国工业节能与清洁生产协会、中国电子信息产业发展研究院、中国电子技术标准化研究院、工业和信息化部国际经济技术合作中心、中国汽车技术研究中心等单位代表参加了座谈会。 会上，有关专家重点介绍了京津冀及周边地区工业绿色发展、绿色制造工程以及绿色标准等领域研究成果。与会代表就目前京津冀及周边地区工业绿色发展形势及工作开展情况进行了深入讨论与交流，并对亚洲开发银行技援贷款项目《京津冀地区工业绿色发展与产业升级路径研究》成果报告提出了建议。大家一致认为，京津冀及周边地区工业绿色发展意义重大，应当加快实施绿色制造工程，补齐绿色发展短板，提升京津冀及周边地区整体绿色发展水平。 2018年全国机动车回收数量为199.1万辆 同比增长14.3% 日前，商务部市场体系建设司发布了2018年全国报废机动车回收情况与汽车产销情况。2018年1—12月，全国机动车回收数量为199.1万辆，同比增长14.3%；汽车产销累计完成2 780.9万辆和2 808.1万辆。 2018年12月份，全国机动车回收数量为22.8万辆，同比增长3.1%，其中汽车20.1万辆，同比增长2.7%，摩托车2.7万辆，同比增长6.7%。 按照车辆类型分，2018年12月份，客车回收数量为13.1万辆，同比下降2.4%。货车5.4万辆，同比增长2.9%。挂车0.8万辆，同比增长66.8%。专项作业车0.3万辆，同比下降5.5%。 2018年1—12月份，全国机动车回收数量为199.1万辆，同比增长14.3%，其中汽车167.0万辆，同比增长13.5%，摩托车32.1万辆，同比增长19.1%。 可循环再生动力电池材料绿色制造重点项目 加快实施 由湖南邦普循环科技有限公司牵头的可循环再生动力电池材料绿色关键技术开发与系统集成项目进展顺利，目前 项目开展了废旧动力电池物理拆解技术研究，优化了除铝、除铁技术参数，开展了材料的分离、提取与资源再生研究，开发了废旧动力电池安全拆解设备、复合协同萃取剂以及氨氮废水处理系统，并研究制订团体标准“绿色设计产品评价技术规范镍钴锰三元素复合氢氧化物”。 2018年，湖南邦普循环科技有限公司年回收处理废旧电池量超3万t ，处理过程中氨氮废水循环利用率达到99%以上，废旧电池中镍钴锰等金属回收率达到98.5%以上，并被认定为国家级绿色工厂。该项目的实施，对于带动电池回收行业提升产业链绿色化水平、促进电池回收利用行业经济效益与环境效益协同发展具有积极意义。 再制造大直径盾构机核心关键件制造技术 取得突破 2019年1月14日，由机电产品再制造试点单位洛阳LYC 轴承有限公司与中铁隧道局联合研制的国内首台直径11 m 级盾构机主轴承下线，将应用于国内首台再制造大直径泥水盾构机，在海底隧道项目承担掘进任务。“国内首台大直径盾构主轴承在洛轴成功下线，此举标志着我国已具有攻克大直径主轴承‘卡脖子’技术的能力，对进一步推动盾构机核心部件国产化，推动盾构机完全国产化具有跨越意义。”下线仪式上，中国工程院院士杨华勇代表专家组对下线主轴承给予高度评价，认为该产品的下线，对我国突破国产大直径盾构机主轴承研制关键技术瓶颈起到重要作用，填补了国内此类轴承研发的空白。 再制造盾构机产品服务“一带一路”建设 中国铁建重工集团有限公司（以下简称“铁建重工”）牵头实施的盾构机绿色再制造关键工艺突破与集成项目取得积极成效。该项目聚焦盾构机绿色关键工艺研究、开发、实施、推广，应用无损检测和拆解、绿色清洗、再制造成形技术等绿色制造关键工艺技术开展盾构机再制造，大幅提升了资源利用水平，盾构机废旧零部件利用率超过85%。该项目实施后，建成了盾构主体再制造基地和主轴承、液压关键部件再制造基地等，经再制造的8.8 m 大直径盾构机、TBM 硬岩掘进机以及6 m 直径盾构机已投入工程应用，部分再制造盾构机服务于“一带一路”建设。依托项目实施，铁建重工申请压力跟踪阀控制盾构推进液压系统、刀座修复装置等2项发明专利，积极开展《盾构机主轴承再制造技术规范》《盾构机再制造通用技术规范》《盾构机再制造企业通用技术规范》等3项标准研制工作，对于带动行业绿色水平提高具有积极意义。 46
超大直径盾构管片拼装机液压和电控系统设计 发表时间：2018-06-15T11:50:58.267Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：丁树成[导读] 使得超大直径盾构机的液压技术与电气设计集成技术得到了优化，希望能够为我国超大直径盾构管片拼装机设计制造产业发展贡献一份力量。 中国原子能科学研究院北京 102413 摘要：目前时期，我国对于超大径隧道工程的盾构需求越来越高，在这一基础上，为了能够有效满足超大直径盾构机生产需求，文中以某地海峡隧道重大工程为例，对超大直径盾构机械设备进行了两个方面的研究，首先进行了超大直径盾构管片拼装机液压系统设计研究，包括液压系统工作原理以及液压系统参数与元器件设计选型。随后进行了超大直径盾构管片拼装机电控系统设计分析，包括电控系统 工作原理、电控系统配置和PCL选型，旨在提升我国在超大直径盾构机领域的制造水平。 关键词：超大直径盾构机；管片拼装机液压系统；管片拼装机电控系统 一、超大直径盾构管片拼装机液压系统设计 （一）液压系统工作原理 在超大直径盾构机中，液压泵站是支撑管片拼装机的重要动力源。通常情况下，其需要由90kM的三台变量泵共同联合控制运行，继而实现为管片拼装设备的执行不同动作提供运行动力[1]。在管片拼装机的运行时，需要控制电机开启的数量并同时控制电控液阀才能完成泵力量的调节操作。另一方面，电液控制阀开关的开启和关闭都是由PLC进行直接控制的，使得管片拼装机的实际工作速率变化情况进行选择性管控。 （二）液压系统参数与元器件设计（1）平移机构的设计 在管片拼装机进行平行移动时，需要2个平移液压缸进行驱动，使得行走轮能够在行走梁上进行滚动推进管片拼装机完成平行移动。当管片吊装完成后，平液压缸的伸缩拉力与推力数值相等，此时的受力数值计算公式①为： （2）旋转机构设计 在进行旋转结构设计时，需要确保旋转结构可以准确控制管片沿着隧道的圆周方向进行旋转式运动，两级行星齿轮需要通过液压马达进行连接，然后4个小齿轮进行回转啮合形成设备的驱动力。在旋转机构工作时，取1.0r/min为最高转速，同时对管片拼装机的滑动架、吊装梁等设备产生的扭矩进行平衡处理，采用的方法是匹配重块实现平衡效果。设计期间，管片机在水平状态下，承受的扭矩最高，此时的管片拼装机旋转扭矩计算公式为⑥：
基金项目：上海市科委科技攻关计划项目（编号：06QB14036）和上海市科委青年科技启明星计划项目（编号：11231202500）作者简历:王吉云（1976-），男，高级工程师，硕士，从事大型地下工程施工管理与技术研究工作，E-mail：jiyunwang@https://www.doczj.com/doc/c712237786.html,。 直径14m以上盾构机在国内的应用 王吉云 上海隧道工程股份有限公司，上海，200082 摘要：从上海市上中路隧道开始，国内引进了荷兰绿心隧道使用过的?14.87m泥水平衡盾构机，实现了国内盾构法隧道在直径14m以上等级零的突破。随着国内基础设施的大规模快速建设，近10年来国内已完成了6条直径14m以上盾构法隧道，在大直径、大深度、长距离和复杂地层施工方面取得了长足的发展。本文描述了国内直径14m以上盾构机的工程应用，分析超大直径盾构法隧道应用技术现状，探讨了相关技术的应用前景。 关键词：直径14m以上；盾构机；隧道；大直径 Abstract Since we introduced the ?14.87m slurry shield machine in Shanghai Shangzhong Road Tunnel, which was used in the green heart tunnel of the Netherlands, that is a great breakthrough of shield driven tunnel in diameter above 14m. With the domestic infrastructure scale and rapid construction of China in the past 10 years, 6 tunnels more than 14m in diameter have been completed, that obtains the considerable development in construction about large diameter, long distance, large depth, and complex deposit. This paper describes the projects using super shield machines(above 14m-diameter) in China, analyzes the technology status of mega tunnel, discusses the application prospect of related technology. Key word diameter above 14m; shield; Tunnel; large diameter 1 概况 随着我国城市化进程的发展，交通需求量的增长，车道数不断增加，大直径隧道已然成为隧道发展的方向之一，国内大型盾构隧道工程简况列于表1-1[1~3]。 表1-1 国内大型盾构隧道工程（截至2012年） Table 1-1 Shield driven tunnels in China (By 2012)
超大直径盾构隧道工程技术的发展 摘要：论文介绍了日本、德国的直径大于14m的盾构法隧道工程技术的开发及在越江跨海和城市地下道路工程中的应用过程。近6年来，我国上海在越江道路隧道工程中采用φ14.89m盾构施工2条双层4来4去8车道的超大断面隧道； 又在长江底下采用2台φ15.43m盾构连续掘进2条长7.5km的3来3去6车道 的超大断面隧道；还在市中心外滩道路下掘进了1条双层3来3去的车行隧道。论文展望了国内外超大断面盾构隧道工程技术的发展和应用前景。 The paper introduces development of tunnelling technology applied on Japanese or German TBM boring of diameter larger than 14m and its process of application in crossriver/sea and urban motorway projects underground. Nearly 6 years since,φ14.89m TBM driven tunnel of extra large cross-section with twin bores was built, each bore with two carriageways, double deck of 2 lane per deck configuration, again under the Changjiang river, 2φ15.43m TBMs, each bored one 7. 5km long tunnel with 1 carriageway, 3 lane configuration of extra large cross-section, and still another tunnel under motorway along the Bund in downtown Shanghai, a double deck with 2 carriageways, each of 3 lane configuration. This paper takes an outlook on development of TBM tunnelling with extra large cross-section both within the country and abroad together with its application prospect. 1 超大直径盾构隧道工程技术的发展 国外盾构法隧道工程技术在近20年来向大深度、大断面、长距离的方向发展并建成一批超大直径的海底隧道和城市道路隧道。世界上第一个直径大于14m 的超大直径盾构隧道工程是日本东京湾的海底道路隧道工程[1]。长9.4km的隧 道采用8台φ14.14m泥水盾构掘进施工,于1996年竣工，见图1所示。盾构采用先进的自动掘进管理系统、自动测量管理系统和自动拼装系统,8台盾构各掘进了约2.6km并在海底实现了对接,体现了高新技术在盾构法隧道工程中的应用。