文档介绍：大直径盾构隧道工程实例
1 东京湾道路隧道工程
. 工程概况:
横贯东京湾道路于 1997 年 12 月 18 日建成运营,这是一条将神奈川县川崎市
和千叶县木更津市进行连接的汽车专用道路。在全长 15km 的长度中,从川崎一
侧起 10km 是水底隧道构造部分;而从木更津市一侧起约 5km 则成为桥梁结构部
分(图-1)。
图-1 横段东京湾道路总体布置概况图
隧道的中央部分筑有川崎人工岛,此人工岛接界川崎侧为川崎隧道,在木更津侧为中央隧道,分别设有北
线、南线隧道。隧道的施工以川崎人工岛为中心,分成 8 条盾构机施工隧道,在海底地下 4 处所作地下接
合。隧道平面线形在浮岛附近 R=1650~1800m 的曲线,确保平行的隧道之间有 1D 的间隔距离。纵断面线形
在隧道两端的浮岛部分和木更津人工岛部分有 4%坡度的斜道、其长度约 900m,斜道部分以下到川崎人工岛
为止、按 %的缓和坡度,川崎人工岛处便成为最深的部分。
本道路的设计位置的海底、整体地呈现了极为缓和的船底型地形,中央部分的最大水深约在 28m。从
川崎一侧的浮岛起、直到湾的中央部分,堆积有软弱冲积性粘性土层(有乐町层),层厚在 20~30m 之间。
TP-80~-90m 以下,N 值大致在 70 以上的砂质地基。
隧道掘进部分地基,靠川崎一侧是比较弱的粘性土(Ac2)和较好固结粘性土(D1c)组成相互交错的地质层,
是主体层;而靠近木更津一侧是较好固结粘性土(D1c),比较松散的砂质土(D1s)和软弱的粘性土(Ac2)的交替
层组成;而在中间部分下面存在较好固结的砾石层地基。
浮岛引道部分和木更津人工岛的两斜道部分、皆为人工筑造的地基土层。
盾构机械(标准规格)
基本形状
外直径:
盾构机长:
总重量:约 3200tf
推进装置
总推进力:24000tf(盾构千斤顶 500tf×48 台)
1
千斤顶冲程:2550mm
切削器装置
切削器刀头:先行刀头、外周保护刀头
外周侧面保护刀头:装备着磨损检测刀头
切削器刀盘:作成电传动驱动方式,转速在 ~
不 盾构密封
为了提高机械的耐磨性、耐久性、耐水性,设置了 4 排钢丝刷型的密封。
其他的装置
装备了正圆保持装置、人行气闸、后背压注装置、地下接合有关设备等。
在照片-1 中为盾构机的外貌,在图-2 中显示了盾构机械图概况。
照片-1 盾构机械外形
图-2 盾构机械
始发防护
2
在盾构机从工作井始发推出之际,必须要撤除工作井的井墙,为了确保作业的安全性,事先通过使用
冻结工序对工作井外侧的土体进行改良,据此才有可能将海面以下 50m 的工作井井墙(地下连续墙)进行安
全地撤除。
由于担忧冻结膨胀压力对工作井井墙的影响,在冻土墙的中央线附近处造成称之为“对策沟”、吸收
膨胀量的缓冲带。此种对策沟系在土中掘削宽度在 350mm 以上的连续吸收变形的沟槽,在此种沟槽中封存
着几乎显示不出强度的冻胶状高吸水性树脂,作成相随膨胀变形的发生、冻胶可以移动的构造。
始发推进准备
从川崎人工岛始发推出的盾构机的掘进,是要在人工岛内部构筑的底板、要直至 B5 层上隔墙完成阶段
时才可以始发推出。
洞口处密封衬垫是在盾构机通过工作井井洞时,用衬砌管片置换之际,能起到洞口的止水功能、将橡
胶衬垫和挡圈接头成为组合式构造。
盾构机从出海、经过海上运输到投入至施工现场,是在北线 2JV 和南线 2JV 共同进行的。工厂中制作
的盾构机械,为了运输方便分割成前机体和中后机体两大部件。借助起吊量为 3000tf 的起重船出海、搭截
在 12000tf 平底驳船上,由 4000PS 的主拖轮作海上运输、再由 4100tf 大型起重船进行现场装配。
照片-2 将盾构机前机体部分投入安装状况
临时拼装管片衬砌环的正圆度乃是决定自动化拼装作业时间的重要因素,在设定正圆度的容许误差在
30mm 以内的标准进行管理。临时拼装是采用铸铁管片衬砌、努力确保正圆度,极力降低盾构机空掘进时际
的变形和绕度。
不比
空掘进工序
该种盾构机分解为 2 大部件投入,是在将盾构机的中后机体投入后,为了确保前机体投入时的空间、
盾构机的承台要承受反力,借助千斤顶作用将中后机体需要形成空掘进步骤。设计上,相对盾构机重量的
摩擦系数μ=~ 就可以推进,然后在实际施工