大直径盾构隧道的技术进展.ppt

大直径盾构隧道的技术进展.ppt

《大直径盾构隧道的技术进展.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大直径盾构隧道的技术进展.ppt（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

国内大直径盾构隧道国内大直径盾构隧道设计技术进展设计技术进展王子成王子成教授教授北京交通大学北京交通大学北京交通大学北京交通大学1.1.概述概述2.2.设计计算方法的进步设计计算方法的进步3.3.隧道结构与防水新技术隧道结构与防水新技术4.4.性能化设计的加强性能化设计的加强5.5.施工组织设计技术创新施工组织设计技术创新6.6.结语结语1.11.1国内大直径盾构的发展概况国内大直径盾构的发展概况11概述概述采用盾构法修建隧道的历史已有近采用盾构法修建隧道的历史已有近170年。

从二十世纪年。

从二十世纪60年代以来，随年代以来，随着机械制造技术的发展，不同类型盾构机相继出现，可实施的盾构隧道着机械制造技术的发展，不同类型盾构机相继出现，可实施的盾构隧道直径也逐渐增大，掘进长度与开挖深度也在不断增加，建成了英法海峡直径也逐渐增大，掘进长度与开挖深度也在不断增加，建成了英法海峡隧道、东京湾海底隧道、荷兰绿色心脏隧道等一批著名工程。

隧道、东京湾海底隧道、荷兰绿色心脏隧道等一批著名工程。

英法海峡隧道东京湾隧道东京湾隧道绿色心脏隧道绿色心脏隧道1.11.1国内大直径盾构的发展概况国内大直径盾构的发展概况11概述概述自从上世纪自从上世纪90年代以来，随着中国地下空间的开发利用和交通、能年代以来，随着中国地下空间的开发利用和交通、能源等基础设施建设的大规模快速发展，盾构法隧道技术也得到了迅速的源等基础设施建设的大规模快速发展，盾构法隧道技术也得到了迅速的发展。

尤其是在越江交通隧道领域，不同地质条件下的中等直径和大直发展。

尤其是在越江交通隧道领域，不同地质条件下的中等直径和大直径盾构相继开始使用，国内部分大直径越江隧道工程见表径盾构相继开始使用，国内部分大直径越江隧道工程见表1（下页）。

（下页）。

1.11.1国内大直径盾构的发展概况国内大直径盾构的发展概况11概述概述国内大直径盾构工法应用情况国内大直径盾构工法应用情况序号隧道名称隧道外径盾构段长度盾构型式建设时间11上海打浦路隧道上海打浦路隧道10.0m10.0m1324m1324m11台网格式盾构台网格式盾构19661966年年22上海延安上海延安东路隧道路隧道11.0m11.0m1310m1310m11台网格式盾构台网格式盾构19881988年年33上海延安上海延安东路复路复线隧道隧道11.0m11.0m约1.3km1.3km11台泥水盾构台泥水盾构19941994年年44上海大上海大连路隧道路隧道11.0m11.0m1258m1258m22台泥水盾构台泥水盾构20032003年年55上海复上海复兴东路隧道路隧道11.0m11.0m1214m1214m22台泥水盾构台泥水盾构20042004年年66上海翔殷路隧道上海翔殷路隧道11.36m11.36m1498m1498m22台泥水盾构台泥水盾构20052005年年77上海上中路隧道上海上中路隧道14.5m14.5m1250m1250m11台泥水盾构台泥水盾构在建在建88武武汉长江隧道江隧道11.0m11.0m2550m2550m22台复合式泥水盾构台复合式泥水盾构已通已通车99上海上海长江隧道江隧道15.0m15.0m7470m7470m22台泥水盾构台泥水盾构在建在建1010南京南京长江隧道江隧道14.5m14.5m3022m3022m22台泥水盾构台泥水盾构在建在建1111广深港客广深港客专狮子洋隧道子洋隧道10.8m10.8m9340m9340m44台复合式泥水盾构台复合式泥水盾构在建在建1212杭州杭州庆春路春路过江隧道江隧道11.3m11.3m1766m1766m22台泥水盾构台泥水盾构在建在建1313杭州杭州钱江隧道江隧道15.0m15.0m3250m3250m22台泥水盾构台泥水盾构在建在建1.11.1国内大直径盾构的发展概况国内大直径盾构的发展概况11概述概述近年来，以武汉、南京、上海越长江隧道和广深港客运专线狮子洋隧近年来，以武汉、南京、上海越长江隧道和广深港客运专线狮子洋隧道为代表的大直径越江隧道的建设，无论是在工程建设规模还是建设难道为代表的大直径越江隧道的建设，无论是在工程建设规模还是建设难度方面，均堪称世界级工程，极大地促进了我国盾构法隧道的设计和施度方面，均堪称世界级工程，极大地促进了我国盾构法隧道的设计和施工技术进步。

工技术进步。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.1武汉长江隧道武汉长江隧道武汉长江隧道为城市道路隧道，盾构通过的地层主要有：

粘土、粉土、武汉长江隧道为城市道路隧道，盾构通过的地层主要有：

粘土、粉土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、卵石、泥质粉砂岩夹砂页岩等，其中盾构机粉质粘土、粉细砂、中粗砂、卵石、泥质粉砂岩夹砂页岩等，其中盾构机开挖粉细砂、中粗砂、卵石地层的比例占全隧道的开挖粉细砂、中粗砂、卵石地层的比例占全隧道的80，砂地层中石英含，砂地层中石英含量高达量高达65。

在江中段每条隧道底部切入基岩长度约。

在江中段每条隧道底部切入基岩长度约400m，切入基岩的最，切入基岩的最大深度约大深度约2.5m，基岩最大抗压强度达，基岩最大抗压强度达40MPa。

汉口引汉口引道起点道起点中山中山大道大道汉口汉口工作井工作井武昌武昌工作井工作井友谊友谊大道大道江南引江南引道终点道终点1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.1武汉长江隧道武汉长江隧道盾构段最大水压力达盾构段最大水压力达0.57MPa。

江中段及两岸边大部分地段，盾构段均位。

江中段及两岸边大部分地段，盾构段均位于富含承压水的粉细砂地层，其水平渗透系数约于富含承压水的粉细砂地层，其水平渗透系数约5103cm/s，垂直渗透，垂直渗透系数约系数约5104cm/s。

隧道覆土厚度最大。

隧道覆土厚度最大40.5m，最小，最小7.2m，土压变化大；，土压变化大；长江水位洪水期与枯水期差别大，年内变幅可达长江水位洪水期与枯水期差别大，年内变幅可达15m左右，历史最高最低水左右，历史最高最低水位相差位相差18m。

汉口引汉口引道起点道起点中山中山大道大道汉口汉口工作井工作井武昌武昌工作井工作井友谊友谊大道大道江南引江南引道终点道终点1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.1武汉长江隧道武汉长江隧道由于隧道位于武汉市中心城区，地面建筑密集，受盾构施工影响的地面由于隧道位于武汉市中心城区，地面建筑密集，受盾构施工影响的地面建筑物多达建筑物多达50余幢，最高的建筑物为余幢，最高的建筑物为8层，其中下穿鲁慈故居（省级文物）层，其中下穿鲁慈故居（省级文物）处的覆土厚度仅处的覆土厚度仅6m。

此外，隧道穿越多条城市道路，其地下管线众多，同。

此外，隧道穿越多条城市道路，其地下管线众多，同时还需穿越武九铁路、长江防洪堤等。

时还需穿越武九铁路、长江防洪堤等。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.2南京长江隧道南京长江隧道南京长江隧道为城市快速路隧道，盾构通过的地层主要有：

淤泥质粉南京长江隧道为城市快速路隧道，盾构通过的地层主要有：

淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉土、粉细砂、砾砂、圆砾、强风化钙质泥质粘土、粉质粘土夹粉土、粉土、粉细砂、砾砂、圆砾、强风化钙质泥岩，其中盾构切入泥岩的长度约岩，其中盾构切入泥岩的长度约350m，最大切入深度约，最大切入深度约3.9m，泥岩抗压，泥岩抗压强度小于强度小于1.0MPa。

盾构机开挖地层大部分为粉细砂、砾砂、圆砾地层，。

盾构机开挖地层大部分为粉细砂、砾砂、圆砾地层，比例占全隧道的比例占全隧道的85。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.2南京长江隧道南京长江隧道盾构段最大水压力达盾构段最大水压力达0.65MPa。

江中段粉细砂地层垂直渗透系数。

江中段粉细砂地层垂直渗透系数2.210-4cm/s，水平渗透系数，水平渗透系数1.210-4cm/s。

隧道覆土厚度最大。

隧道覆土厚度最大31m，最，最小小5.5m，土压变化大；长江水位洪水期与枯水期差别大，年内变幅可达，土压变化大；长江水位洪水期与枯水期差别大，年内变幅可达9m左右，历史最高最低水位相差左右，历史最高最低水位相差10.1m。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.2南京长江隧道南京长江隧道盾构需穿越两道长江防洪大堤，受水下以及两岸地形限制，江中约盾构需穿越两道长江防洪大堤，受水下以及两岸地形限制，江中约130m处于浅埋段，覆土厚度为处于浅埋段，覆土厚度为0.71.0D（D为隧道直径为隧道直径）。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.3上海长江隧道上海长江隧道上海长江隧道为高速公路与地铁合建的隧道，盾构段穿越的主要地层上海长江隧道为高速公路与地铁合建的隧道，盾构段穿越的主要地层为淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、砂质粉土，局部地层中夹薄层为淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、砂质粉土，局部地层中夹薄层粉砂和粘质粉土透镜体。

主要不良地质现象有：

浅层气、砂土液化、流粉砂和粘质粉土透镜体。

主要不良地质现象有：

浅层气、砂土液化、流砂、管涌、淤泥质粘土灵敏度高，易产生触变与蠕变。

工程浅部土层潜砂、管涌、淤泥质粘土灵敏度高，易产生触变与蠕变。

工程浅部土层潜水与长江水有密切水力联系，砂性土中地下水具承压性，粉质粘土中有水与长江水有密切水力联系，砂性土中地下水具承压性，粉质粘土中有微承压水。

微承压水。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.3上海长江隧道上海长江隧道隧道在现状河床下覆土厚度最大隧道在现状河床下覆土厚度最大29m，最小，最小14m。

隧道最大水压力约。

隧道最大水压力约55m。

工程沿线除长江防洪堤外，基本无其它建筑物。

工程沿线除长江防洪堤外，基本无其它建筑物。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.4狮子洋隧道狮子洋隧道狮子洋隧道为高速铁路隧道，盾构段穿越地层为淤泥质土、粉质粘土、粉狮子洋隧道为高速铁路隧道，盾构段穿越地层为淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、全风化细砂、中粗砂、全风化-弱风化泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩。

盾弱风化泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩。

盾构穿越弱风化基岩、半岩半土、第四系覆盖物地层的长度分别占掘进长度的构穿越弱风化基岩、半岩半土、第四系覆盖物地层的长度分别占掘进长度的73.3、13.3、13.4。

基岩的最大单轴抗压强度为。

基岩的最大单轴抗压强度为82.8MPa，基岩层的渗，基岩层的渗透系数达透系数达6.410-4m/s，基岩的石英含量最高达，基岩的石英含量最高达55.2%，岩石地层的粘粉粒，岩石地层的粘粉粒（75m）含量为）含量为26.155.3%。

1.21.2国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点国内几座代表性大直径盾构隧道的环境条件特点11概述概述1.2.4狮子洋隧道狮子洋隧道地下水主要为第四系地层的孔隙水和白垩系岩层的裂隙水，具承压性，地地下水主要为第四系地层的孔隙水和白垩系岩层的裂隙水，具承压性，地下水补给充足。

下水补给充足。

隧道在现状河床下覆盖厚度最大隧道在现状河床下覆盖厚度最大45m，最小，最小10m。

隧道最大水压力。

隧道最大水压力67m