横滨环状南线位于日本三大环线之一的圈央道(首都圈中央联络机动车道)最南端,连接了横滨横须贺道路的釜利谷JCT与国道1号,是一条总长约8.9km的双向6车道公路,全线有70%左右为地下结构(含隧道段和过渡段)。
横滨环状南线
小编曾介绍过横滨环状南线桂台隧道采用了外径15.28m的土压平衡盾构施工,是仅次于直径16.1m东京外环盾构机的日本第二大直径盾构。而公田笠间隧道同样也是直径15.28m的“大块头”往返掘进2条长约1.7km、间距1m的并行隧道,隧道覆土厚度1.1~38.5m,而最小覆土厚度1.1m处正是这台盾构的始发地点,在隧道上方又是住宅街区和主要干线公路,让我们来看看在这项盾构施工中如何实现减振降噪和防沉降的。
横滨环状南线平面图和纵断面图
公田笠间隧道原计划是分为新奥法施工的公田隧道和明挖施工的笠间隧道。由于隧道途经密集住宅区,要求采用可靠度更高、对周边环境影响更小的施工方法,因此改为盾构法一次完成2条隧道施工。
该工程盾构穿越地层主要为泥岩构成的硬质地层,但在始发后的一段浅覆土区间为软弱冲积层(黏性土层•有机质土层)。为缩短工期、减少竖井规模,盾构采用了浅覆土始发方式,但始发位置周围地下水位较高,始发后又立即遭遇软弱冲积层,需要采取措施防止隧道上浮和地层变形。
防止隧道上浮
若控制隧道上浮,填土增加地面上覆荷载的方式最为经济,但填土范围不能超过用地范围,因此在填土内插入了钢板,同时加厚了填土上方的隔音棚底板混凝土,从而增加了单位体积重量,增加地面上覆荷载。
隔音棚和地面上覆荷载增加
该工程计划采用复合管片,但在始发后的冲积层区间内根据抗震设计结果必须采用钢管片,而钢管片相比复合管片重量更轻,不利于防止隧道上浮。因此采用了在钢管片的主梁之间填充混凝土的形式增加荷载。
填充混凝土钢管片
在隧道洞内配置钢铸块,形状和配置需要不影响后配套台车通行、且左右对称配置确保荷载平衡。另外在钢铸块上设置了夹持件,可使用管片拼装机完成钢铸块设置作业,提高设置效率。
钢铸块夹持试验和组装试验
防止地层变形
在刀盘外圈配置可动式刀具,能够任意设定超挖量。利用可动式刀具可以将超挖量控制在最小程度,并且在可动式刀具工作时,产生超挖空隙的同时注入填充剂防止沉降、控制地层变形。此外,在盾构隧道外侧打设钢板桩防止孔隙水压力变化。
朝向盾构隧道侧面打设钢板桩
在始发后STA.56+10~55+00区间内,在盾构中心位置设置了可以连续测量沿线地层情况的沉降监测仪。另外在地下也设置了孔隙水压力计和分层沉降计,观测与地层变形紧密相关的地下水位变化和土体变位。
目前,该工程正进行盾构机组装调试工作,小编也将持续关注工程进展~