上海外難軌道觀光隧道

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更新時間: 2013-08-30

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上海外難軌道觀光隧道工程東起陸家嘴地區東方明珠電視塔西側的浦東出入口豎井,西至南京路外灘(陳毅塑像北側)綠化帶內的浦東出入豎井,全長646.70m。

  上海外難軌道觀光隧道工程東起陸家嘴地區東方明珠電視塔西側的浦東出入口豎井,西至南京路外灘(陳毅塑像北側)綠化帶內的浦東出入豎井,全長646.70m(詳見圖1L隧道外徑φ7.76m,內徑φ6.76m,每環由6塊鋼筋混凝土管片組成,管片環寬為1.2m,每環管片中沒標準塊4塊、拱底管片1塊及封頂塊1塊,管片拼裝形式採用縱向半插入式,管處接縫防水採用EPDM多孔型橡膠止水帶和水膨性彈性密封墊。

  圖1 外灘觀光隧道縱剖面示意

  隧道軸線為空間複合曲線:平面為U形曲線,隧道起始為186,872m的直線,經46.478m的緩和曲線后,進入24.00m,只二400m的平曲線,然後經113.727m的緩和曲線回到59.623m的直線;縱剖面是U型豎曲線,上下坡度均為48‰,坡段長度分別為113.350m及233.350m,黃浦江中設240m、半徑R=2 500m的豎曲線連接。

  盾構掘進施工先後穿越浦東防汛牆、親水平台、黃浦江江底、地鐵二號線上下線隧道上部、浦西防汛牆及地下管線等。其中江底淺覆土僅為5.67m,在i甫西防汛牆19mx 39m箱體內與地鐵二號線上下行線區間隧道成51度21分,斜交,並從其上部穿越,與上、下行線凈距分3,J為1.57m及2.18m(詳見圖2),形成了盾構施工史上少有的「三龍過江」工況。盾構穿越地鐵二號線的上、下行線,其施工難度極高:

  圖2 外灘觀光隧道穿越地鐵二號線示意

  (1)採用φ7650mm鉸接式土壓平衡盾構施工,國內尚無鉸接式盾構施工先例;

  (2)隧道軸線為空間曲線,其坡度達到4.8%(地鐵隧道最大坡度為3.2%)。同時,軸線要求控制在±50mm以內;

  (3)外灘觀光隧道與地鐵二號線上行線隧道的最小間僅為1.57m,且滯后地鐵二號線隧道施工僅3個月左右,隧道尚處於穩定狀態。

  1.2地質情況況

  沿線隧道將穿越三種不同的地段;浦東岸邊段越②1層渴黃色粘土、⑤1-1層灰色粘土、⑤1-2層灰色粉粘土;江中段穿越⑤1-1層灰色粘土、⑤1-2層灰色粉質粘土;浦西岸邊段穿越④層灰色淤泥質粘土、⑤1-1層灰色粘土、⑤1-2層灰色粉質粘土。隧道大部分下卧層為灰色粉質粘土,各土層主要物理力學性質指標詳見表1。

  表1 各土層主要物理力學性質指標

  2 φ7650mm鉸接式土壓平衡盾構

  2.1 主要技術參數

  外灘觀光隧道首次採用法國FCB土壓平衡式鉸接盾構掘進施工,與地鐵中使用的法國FCB盾構的區別是增加了鉸接部分。盾構的主要技術參數詳見表2。

  表2盾構的主要技術參數

  盾構機中部的鉸接部分為盾構機關鍵部位。盾構總長8.935m,其中切口至鉸接為4.900m,鉸接至盾尾為4.035m,盾構前後段採用12台千斤頂鉸接連接,是一種道軌式鉸接,機身一側為鉸接的陽部,另一側為鉸接的陰部,上下最大伸出距離為66.7mm,左右最大伸出距離為267mm。鉸接機構所允許的最大角向移動為:水平方向±2.0度,垂直方向±10.5度。

  2.2盾構鉸接部分對軸線控制和管片拼裝的作用

  鉸接盾構是自前國際上先進的盾構機械設備,它能方便地控制盾構掘進軸線。通常盾構由於受到盾構總體長度、切口支承環、盾尾、千斤頂伸出長度及管片形式的影響,使盾構的直徑、長度比例受到限制,這對中小型盾構的影響特別明顯,因為盾構的長度和直徑比越大,靈敏度蹬,對盾構高程及平面控制難度越高,並使盾構對周邊擾動範圍擴大,但採用鉸接盾構就能比較容易克服以上困難,因為盾構切口至支承環、支承環至盾尾都是活體,它能根據掘進軸線、管片與盾尾的四周空隙來調整切口至支承環和支承環至盾尾的夾角,從而達到控制盾構的高程及平面,並使盾構對周圍的擾動範圍大大減少。

  鉸接盾構容易保護管片並防止碎裂。盾構掘進中,管片碎裂和漏水是比較常見的通病,主要原因是盾構掘進與管片夾角過大。如掘進過程中盾構、管片軸線偏高時,盾構向下掘進很容易拉壞上部管片外弧,如外弧拉壞、止水槽損壞,橡膠止水帶就起不了止水效果,管片就容易滴水和滲水。但採用了鉸接盾構,就能克服以上困難,因為鉸接盾構的盾尾是一個活體,在掘進過程中能根據盾尾和管片四周間隙不斷調整它們之間的間隙,並根

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