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【回眸十三】泥水盾构:2008年12月,上海打浦路复线隧道工程技术

作者:  来源:隧道网  发布:2017/5/8  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:2008年12月,打浦路复线隧道采用直径11.22米国产“863”泥水盾构施工,自行开发了泥水平衡盾构测控系统,创新盾构掘进纠偏自动控制技术,有效提高了盾构施工轴线的质量,运用可视化盾构施工信息管理系统,对既有打浦路隧道进行了监测保护。2009年9月,盾构水中进洞贯通,该工程“盾构法隧道施工测控关键技术”获2010年上海市科技进步一等奖;“首台国产大直径泥水平衡盾构越江隧道施工关键技术与应用”获2012年上海市科技进步二等奖;“富水地层盾构进出洞施工安全控制新技术”获2012年上海市科技进步二等奖。

首台国产863大型泥水平衡盾构

2008年12月,上海世博会配套工程打浦路复线越江公路隧道开工。打浦路复线越江公路隧道位于上海市卢湾区和浦东新区内,隧道起始于浦东耀华路、长清路交叉口,终止于浦西瑞金南路、中山南路交叉口。圆隧道全长1520m,轴线最小半径380m,最大坡度4.8%,隧道最大埋深30.8m,江中最小埋深12.6m,隧道外径11000mm,内径10040mm,环宽1500mm,采用错缝拼装的工艺。本工程采用首台国产863大型泥水平衡盾构施工,直径11.22m。主要穿越土层为④灰色淤泥质黏土、⑤1灰色黏土、⑤2灰色砂质粉土、⑤3-1灰色粉质黏土夹粉砂和⑤3-3灰色粉质黏土。工程规模为单向2车道,与既有隧道组成一组双向4车道的越江通道。设计标准采用次干路标准,行车速度40km/h,计算荷载按城市A级,设计使用年限为100年,可通过各类汽车,包括大小货车。

首创盾构掘进纠偏自动控制技术

复线隧道浦东段结构与东侧运营中的打浦路隧道基本平行,工作井处最小净距仅约6.5 m;浦东工作井与西侧8孔220kV高压过江电缆最小净距不足1.0m;隧道暗埋段距打浦路隧道5号风塔仅2.3 m。江中段沿线障碍物较多,有卢湾环卫综合大楼、检测站临时用房、南干线污水沉井、浦西沪江机械厂防汛墙、浦东后滩轮渡站防汛墙、既有打浦路隧道紧急出口等,同时,在浦西进洞段还需处理金色港湾老年公寓下的钻孔灌注桩桩基。针对这些工程难点,这台国产863大型泥水平衡盾构采用了自行开发的泥水平衡盾构测控系统,首创盾构掘进纠偏自动控制技术,根据所检测的盾构施工轴线自动建立虚拟纠偏轨迹,由此计算掘进千斤顶的各区间油压,指导盾构动态纠偏控制,有效提高了盾构施工轴线的质量。创新开发光学测量和电子检测互补技术,突破传统隧道光学测量方法,通过在盾构中增加倾斜仪及其自动标定切换功能,实现在隧道施工条件下的光电优势互补,确保了系统稳定性和便利性的高度统一。创新开发泥水平衡自动控制降噪方法,攻克了多回路耦合闭环控制的技术难点,提高了国产泥水平衡控制效果。施工中,运用可视化盾构施工信息管理系统,合理布设复线隧道施工监测测点,尤其是对既有打浦路隧道进行了监测保护。

实施盾构水中(土中)进洞工法

2009年9月,打浦路复线隧道盾构进洞,实施了盾构水中(土中)进洞工法,利用井内回填水土平衡井外水土压力,将盾构进洞工况转变成类似盾构常规掘进的工况,使盾构安全进入接收井。同时,进行总结提升,创建盾构进出洞施工安全技术体系,以确保进出洞压力平衡,密封洞门间隙,优化施工流程为目的,完善了新型盾构进出洞抗风险装置和工艺,结合自主研发的盾构进出洞风险预判与监控系统,形成了一套适用于不同工况条件下的盾构进出洞施工风险控制安全技术体系,达到了规避盾构进出洞风险、保证工程和环境安全的目的。

技术创新获奖情况

“盾构法隧道施工测控关键技术”获2010年上海市科技进步一等奖;“大直径泥水平衡盾构及施工配套产品核心技术”获2010年上海市科技进步二等奖;“首台国产大直径泥水平衡盾构越江隧道施工关键技术与应用”获2012年上海市科技进步二等奖;“富水地层盾构进出洞施工安全控制新技术”获2012年上海市科技进步二等奖。

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