上海地鐵2號線盾構(gòu)穿越黃浦江掘進(jìn)施工

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1、上海地鐵2號線盾構(gòu)穿越黃浦江掘進(jìn)施工[作者：來源：時間：2005-11-421:51:15]1?概述(1)工程概況?上海地鐵2號線陸家嘴至河南中路區(qū)間隧道是整個地鐵2號線的重要組成部分，也是地鐵2號線中最長的區(qū)間隧道。它是浦東浦西的連接樞紐，也是唯一穿越黃浦江的地鐵工程。工程起始于繁榮的陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)東方明珠旁的地鐵陸家嘴路站西端頭井，終止于地鐵河南中路站東端頭井，其中設(shè)泵站一座。隧道采用2臺中法聯(lián)合制造的?φ6340mm土壓平衡式盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工，隧道包括上行線和下行線各一條，其中隧道襯砌外徑為6200mm，內(nèi)徑為5500mm，襯砌每環(huán)寬度為1000mm，

2、由封頂塊(F)、鄰接塊(L1)、(L2)、標(biāo)準(zhǔn)塊(B1)、(B2)和落底塊(D)構(gòu)成。縱向環(huán)向均采用M30螺栓螺栓連接，襯砌設(shè)計強(qiáng)度C50，抗?jié)B強(qiáng)度S8，襯砌接縫防水采用水膨脹性橡膠和氯丁橡膠彈性密封墊。?隧道先施工上行線，盾構(gòu)由陸家嘴往河南中路方向推進(jìn)，當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)至990環(huán)后由陸家嘴往河南中路方向推進(jìn)施工下行線。施工中盾構(gòu)穿越了100m全斷面粉砂土、黃浦江江底以及東方明珠二期、施工中的外灘觀光隧道、浦東防汛墻、浦西防汛墻、南京路等眾多地下管線。?盾構(gòu)在穿越黃浦江前，先穿越100m全斷面粉砂土，在經(jīng)過江底時，盾構(gòu)頂部距江底覆土僅7m，且當(dāng)下行線盾構(gòu)穿越江底時

3、，土體已被上行線盾構(gòu)嚴(yán)重擾動。在此段施工中有三大難題：(a)穿越地面建筑物及地下管線時，對地面沉降的控制；(b)穿越全斷面粉砂土?xí)r確保盾構(gòu)設(shè)備的正常運行；(c)穿越黃浦江江底前施工參數(shù)的設(shè)定。?(2)地質(zhì)狀況?由工程地質(zhì)勘察報告可知，隧道主要處于灰色淤泥質(zhì)粘土層、灰色粘土層、灰色粉質(zhì)粘土層,在經(jīng)過黃浦江前有100m全斷面粉砂土。其土層土質(zhì)均勻、透水性差、含水量高、孔隙比大，而強(qiáng)度低、靈敏度高、沉降大、穩(wěn)定時間長。在動力作用下，易產(chǎn)生流變現(xiàn)象。其土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。土層名稱地層標(biāo)高含水量%孔隙比e0壓縮系數(shù)MPa-1壓縮模量MPa無側(cè)限抗壓強(qiáng)度KP

4、a靜止側(cè)壓力系數(shù)靜止側(cè)壓力系數(shù)灰色砂質(zhì)粉土層0.75~22.3534.50.9840.286.9350.40.44灰色淤泥質(zhì)粘土層5.13~14.7150.81.4081.072.2346.60.56灰色粘土層13.53~24.2538.61.1100.613.3767.00.54灰色粉質(zhì)粘土層15.53~39.3433.40.9930.454.5380.70.54???2盾構(gòu)出、進(jìn)洞施工技術(shù)???(1)盾構(gòu)出洞技術(shù)???①土倉內(nèi)填充粘土???盾構(gòu)出洞是隧道施工重要的第一環(huán)。為保證盾構(gòu)以良好姿態(tài)出洞，應(yīng)盡快建立土壓力，防止正面土體塌方，利用螺旋機(jī)反轉(zhuǎn)將

5、粘土送入盾構(gòu)土倉內(nèi)，在正面建立一定的土壓力約1kg/cm2。???②施工參數(shù)控制???盾構(gòu)出洞口加固土體強(qiáng)度較高，推進(jìn)過程中，大刀盤軸承所受扭矩較大，對盾構(gòu)設(shè)備有較多不利因素。在盾構(gòu)推進(jìn)時速度不宜過大，應(yīng)控制在20mm/min以下；土壓力設(shè)定為1.2kg/cm2；刀盤扭矩為100t·m???(2)盾構(gòu)進(jìn)洞技術(shù)???①地基加固???盾構(gòu)進(jìn)洞前，為避免進(jìn)洞過程中發(fā)生盾構(gòu)"磕頭"現(xiàn)象，在河南中路接收井正面7m×12.5m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行分層注漿加固。加固后土體強(qiáng)度達(dá)到0.8～1MPa。???②施工參數(shù)控制???進(jìn)入土體加固區(qū)，盾構(gòu)推進(jìn)速度控制在20mm/m

6、in以下，推進(jìn)速度隨盾構(gòu)與洞口的距離變化而改變，直至到達(dá)洞口。同時，在推進(jìn)過程中，加強(qiáng)對洞口槽壁混凝土的變形監(jiān)測，根據(jù)混凝土的變形情況及時改變土壓力的設(shè)定值，緩慢推進(jìn)，將土倉內(nèi)土體排出。???3盾構(gòu)穿越特殊段施工技術(shù)???(1)盾構(gòu)穿越全斷面粉砂層???盾構(gòu)進(jìn)入黃浦江前，先穿越100m的全斷面粉砂土層。粉砂土含水量大，極易液化，盾構(gòu)穿越后隧道周圍的土體很不穩(wěn)定，盾尾幾乎直接受水壓力的作用，很容易發(fā)生盾尾漏水、漏砂等情況。???①施工優(yōu)化????在全斷面粉砂土中推進(jìn)，大刀盤所受扭矩及推力大大增加，所以盾構(gòu)推進(jìn)速度控制在20mm/min。同步注漿量的控制：

7、???在粉砂中施工時，由于粉砂土中空隙較大，同步注漿壓注量比一般土層要多，在施工中壓注250%的建筑空隙，成功地把地面變形控制在8mm以內(nèi)。???盾構(gòu)推進(jìn)時軸線糾偏量不得大于0.2%，且連續(xù)施工。???②土體改良技術(shù)???粉砂土土體雖然含水量大，但一經(jīng)擠壓，水分流失，粉砂土就會變得結(jié)實，使土倉進(jìn)土困難，推進(jìn)時大刀盤油壓急劇增大。為改善大刀盤傳動軸承在刀盤轉(zhuǎn)動過程中所受的扭矩，采用在刀盤正面和土倉內(nèi)加注泡沫來降低土體強(qiáng)度，有利于降低大刀盤油壓?！づ菽幼⒌膲毫刂疲邯???加泡沫壓力與加泡沫效果有密切關(guān)系，并且與土壓力值相關(guān)。在穿越全斷面粉砂土?xí)r，土壓力

8、設(shè)定為3.0kg/cm2，加泡沫壓力小于3.0kg/