作为世界首条公铁合建的盾构法越江隧道，武汉三阳路长江隧道(武汉长江公铁隧道)的建设施工受到各界关注。工程具有超大直径、高水压、小间距、地质条件复杂、建设条件困难等特点，由隧道股份上海隧道承建，采用直径15.76m盾构机施工。本期，小编就带大家看看这条隧道的建设情况吧~~
工程名片
o 武汉三阳路隧道(武汉长江公铁隧道)•中国
2013-2018年建设
o 设计单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司
o 施工单位：上海隧道工程有限公司
o 盾构设备：Φ15.76m泥水气压平衡盾构机（海瑞克）
o 关键词：复合地层 泥岩掘进 公铁合建 换刀技术 设备优化
工程概况
武汉三阳路长江隧道工程(武汉长江公铁隧道)为武汉市轨道交通7号线一期工程穿越长江段，区间隧道长约 2590m，左线 1295环，右线 1293 环，外径 15.2m，内径 13.9m，采用2台直径15.76m泥水气平衡盾构进行施工，管片厚650mm，环宽2m，隧道最小转弯半径1200m，最大纵坡3.0%，为公路和地铁两用隧道。
隧道分为3层，内径为13.9m。上层布置道路隧道的火灾排烟专用风道；中间层为道路交通层，布置3条行车道，两侧布置消防、监控等相关设备；下层空间分为左中右3孔，中间孔为地铁行车孔，两侧孔分别为公铁合用的疏散廊道、地铁火灾排烟道和道路隧道用的管线廊道。
盾构机配置
武汉三阳路长江隧道(武汉长江公铁隧道)越江段采用德国海瑞克直径15.76m盾构机施工，配备有可伸缩驱动，主驱动和刀盘有400mm可伸缩范围。刀盘开口率 29%，全断面常压可更换刀盘，部分可更换刀具为滚刀/贝壳刀互换设计。刀盘额定扭矩27MN•m，脱困扭矩44MN•m，盾构机最大推力193962kN。动态工作压力8bar，静态工作压力9bar。
技术难点
1 15m级大盾构首次穿越复合地层
盾构推进中，1～90环为④2粉细砂与④3中粗砂夹层；190～870环上部④2粉细砂，下部（15）a-1强风化粉砂质泥岩、（15）a-2中风化粉砂质泥岩、（15）b-1弱胶结砾岩；1180～1295环长约230m为上部③2粉质黏土，下部④2粉细砂；其余为全断面粉细砂层。采用15m级大盾构穿越这样的粉细砂、泥岩和砾岩复合地层，无可借鉴施工经验，施工难度大。
2 面临“钻石层”、“软年糕”地层挑战
三阳路长江隧道断面所在地层，粉细砂层中石英含量高达70%，岩层中还含有大量由石英岩、石灰岩等硬质岩石组成的大直径骨架颗粒，最大直径可达20cm左右。盾构开挖面内的岩面最高达到了12.6m。盾构刀盘直接面对“钻石层”及不规则分布的“钻石颗粒”。复合地层中的强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，黏土矿物含量高，黏性极大，它们组成的“年糕团”，极易粘结在刀盘上，造成盾构机刀盘开口的堵塞，导致刀盘频繁结泥饼。同时面临“钻石层”和“年糕团”双重考验，盾构掘进速度慢。
3 盾构设计局限性
盾构机设计为常压换刀，刀盘开口率最大为29%，中心5m无开口；整个刀盘设计6个主刀臂和6个辅刀臂，主刀臂最宽5m；原配置的刮刀在复合地层推进过程中易产生偏磨、掉齿及崩齿现象，并且由于渣土流动不畅而沉积在刀盘前面和底部，造成刀具的二次磨损。这些设计局限性降低了盾构施工效率。
应对措施
1 刀盘进土路径优化
潜水员带压进舱，人工清理刀盘开口处的淤积，然后局部割除刀盘开口处的挡石板，增大了刀盘开口，优化了刀盘进土路径，增加渣土流动性。期间，创造了“6bar 高气压工况下每天单循环连续进舱 12 次”的极限纪录。
2 刀具型式及配置调整
提升刀具合金硬度，可更换的先行刀采用双层合金的宝塔刀，可更换刮刀替换为合金镶嵌较深的三齿刮刀。将中心区域可更换先行刀加高8cm。同时，将可更换刮刀增高4cm，由于刮刀布置在刀盘开口处，刮刀切削的土可以直接进入开挖舱。
3 化学法防治泥饼
针对刀盘结泥饼，累计进行了12 种化学添加剂的泥饼消除试验，结合试验效果，选用双氧水防治泥饼，效果明显。
4 中心冲刷系统改制
中心冲刷系统改为内循环模式，提高P0.1泵最大流量，提高舱内泥水循环量和渣土携带能力。辅助混入压缩空气，有效增加了泥饼的消除和预防能力。
5 开发刀具管理专用软件
在该工程中，开发了复合地层超大直径盾构施工刀具管理软件，通过监测推进参数，提高了刀具使用寿命；同时通过盾构掘进刀具受力监测，科学判断刀具损坏的程度，预测每把刀具需要更换的时机。
通过以上应对措施，盾构从每月平均推进40～50环提高到月平均推进80～100环，单月最高104环。
施工情况
工程左线盾构于2016年4月30日始发，2018年4月26日顺利接收；右线盾构于2016年7月25日始发，2018年5月30日顺利接收。
