城市隧道建設(shè)是“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略和“韌性城市”發(fā)展新理念的重要組成部分。盾構(gòu)法是當(dāng)前隧道建造的一種先進(jìn)工法，從直徑2—3米的微型盾構(gòu)到直徑12米以上的超大盾構(gòu)，被應(yīng)用在工程建設(shè)的各個(gè)場景。

南線盾構(gòu)接收

“我們這個(gè)項(xiàng)目擬取消深大工作井。最大程度發(fā)揮了盾構(gòu)法擾動小、速度快的優(yōu)勢，不僅節(jié)約成本和工期，而且明顯地改善了隧道施工對周邊環(huán)境的影響。”龍水南路越江隧道工程項(xiàng)目組成員饒倩說道。

1、和“休克式”施工說拜拜

盾構(gòu)法作為一種非開挖技術(shù)，已經(jīng)較成熟地應(yīng)用于國內(nèi)外的城市道路隧道，有效減小了明挖對于周邊環(huán)境的影響。然而隨著城市化進(jìn)程的逐步深入，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市空間布局的調(diào)整進(jìn)程進(jìn)一步加快，對于施工對環(huán)境帶來的影響要求也越來越高。

饒倩表示，“這就需要盡可能增長盾構(gòu)段的長度，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)超淺覆土甚至零負(fù)覆土的掘進(jìn)，進(jìn)一步降低明挖對周邊管線和環(huán)境的影響，提高施工的效率。”

在市科委大力支持下，龍水南路越江隧道開展了“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道建造技術(shù)”研究與實(shí)踐，為隧道建設(shè)提供新思路，造就“綠色隧道”新理念。

無工作井盾構(gòu)隧道效果圖

相較于傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工時(shí)要事先構(gòu)筑兩個(gè)深大工作井，無工作井或超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)作為一種新的盾構(gòu)隧道技術(shù)，可最大程度延長盾構(gòu)段，充分發(fā)揮盾構(gòu)法擾動小、速度快的優(yōu)勢，減少土方開挖及大型設(shè)備的施工，節(jié)約成本和工期，明顯地改善隧道施工對周邊環(huán)境的影響，從根源上緩解用地拆遷、施工擾動等帶來的一系列社會和經(jīng)濟(jì)問題。同時(shí)，該項(xiàng)目極大地減小了施工對周邊環(huán)境的影響，真正在“不拆、不搬、不毀”的前提下完成隧道建設(shè)。

據(jù)介紹，“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”，通過重點(diǎn)開展適于軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、抗震性能及減震措施、施工機(jī)械裝備、特定施工工藝、示范工程的研究及應(yīng)用，建立了一套涵蓋設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和管理等完整的技術(shù)理論體系，服務(wù)城市盾構(gòu)隧道工程，并有效解決傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工環(huán)境影響大的問題，形成高效快速的低影響建造技術(shù)，推動市政基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。

浦東1號工作井

“最大的困難是沒有先例可循。”

GPST，是指盾構(gòu)從地表始發(fā)，在淺覆土條件下掘進(jìn)，最后在目標(biāo)地點(diǎn)從地表到達(dá)。通過盾構(gòu)掘進(jìn)替代過渡段明挖，以淺埋導(dǎo)坑替代深大工作井，從而大幅減小地面開挖面積，減少管線搬移和對周圍環(huán)境的影響。

龍水南路越江隧道為解決沿線環(huán)境復(fù)雜、重要保護(hù)建筑眾多、盾構(gòu)多次下穿防汛墻、碼頭、道路、建筑物等問題，創(chuàng)新性的采用了“大盾構(gòu)轉(zhuǎn)小盾構(gòu)”的設(shè)計(jì)方案，這也是在上海越江隧道建設(shè)中首次采用該理念：采用單管雙層14m盾構(gòu)隧道穿越黃浦江，盡可能減少對防汛墻、碼頭的影響，同時(shí)拉大隧道與既有地鐵線的距離，完成越江后在浦東采用兩條11.36m盾構(gòu)隧道實(shí)現(xiàn)岸邊段主線的建設(shè)，結(jié)合超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)盡可能減小對周邊環(huán)境的影響。

“目前該技術(shù)成功應(yīng)用在隧道主線的建設(shè)中。”饒倩表示，其實(shí)隧道匝道的建設(shè)也是面臨著建設(shè)條件復(fù)雜等難題，實(shí)施難度大。匝道覆土通常較小，以往通常采用明挖法，難以采用盾構(gòu)法施工。未來該技術(shù)可拓展應(yīng)用于匝道建設(shè)中，進(jìn)一步減小對周邊環(huán)境的影響。另外該技術(shù)也可和矩形盾構(gòu)技術(shù)結(jié)合。矩形盾構(gòu)的空間利用率高，與超淺覆土技術(shù)結(jié)合可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，進(jìn)一步拓展盾構(gòu)工法的應(yīng)用領(lǐng)域。

龍水南路平面布置圖

龍水南路越江隧道是黃浦江兩岸一體化路網(wǎng)的重要組成部分。隧道采用雙向四車道規(guī)模，西起徐匯區(qū)龍水南路喜泰北路，東至浦東新區(qū)高青西路、海陽西路，全長約2.3公里。建成后將成為上海市區(qū)南部的重要越江通道，有益于增強(qiáng)濱江兩岸聯(lián)系及分流上中路隧道的車流。預(yù)計(jì)到時(shí)徐匯至浦東行車或縮短至10分鐘左右。

上海科技：在項(xiàng)目的進(jìn)展過程中，我們遇到了哪些困難和挑戰(zhàn)，是如何解決的?

A：本次研究中最大的困難是沒有類似工程的先例可循。上海地區(qū)地層軟弱，地下水位高，本身對于盾構(gòu)施工是一大調(diào)整。示范工程隧道最小覆土僅為0.16D，同類尺寸的大直徑盾構(gòu)隧道覆土從未有如此小，可能會遭遇意想不到的困難。例如在極淺覆土工況下，隧道剛出盾尾可能異常變形。研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性的研制了整圓裝置，從源頭上確保了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證盾構(gòu)順利施工，從實(shí)際的實(shí)施效果看，也是非常理想的，隧道在淺覆土工況下的變形、錯(cuò)臺情況依然滿足要求。

上海科技：“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道建造技術(shù)”是否適用于所有地質(zhì)條件?在不同地區(qū)應(yīng)用時(shí)需要做哪些調(diào)整和改進(jìn)?

A：理論上該技術(shù)可以推廣應(yīng)用至任何有盾構(gòu)施工條件的工程。對于軟土富水地層，需要考慮周全。例如高水位會導(dǎo)致隧道施工期和運(yùn)營期的抗浮問題。施工期可根據(jù)周邊條件采用地層加固、地面壓重、增設(shè)抗浮板、降低水位的措施，永久使用期則可根據(jù)實(shí)際情況采用內(nèi)部壓重、增設(shè)抗浮錨桿等措施解決。另外淺覆土工況對于抗震而言是不利因素，尤其對大直徑盾構(gòu)隧道更為突出。應(yīng)該根據(jù)不同的地質(zhì)評估隧道結(jié)構(gòu)抗震性能，進(jìn)而采用針對性措施。

上海科技：對于傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工所面臨的諸多挑戰(zhàn)，無工作井或超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)能夠帶來哪些改變?它和傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道相比，有何優(yōu)劣之處?這項(xiàng)技術(shù)對城市盾構(gòu)隧道工程和市政基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè)的發(fā)展有何推動作用?

A：該技術(shù)最大的優(yōu)勢還是減小了明挖對周邊環(huán)境的影響，充分發(fā)揮了盾構(gòu)暗挖的優(yōu)勢。目前城市建設(shè)條件越來越苛刻，明挖的影響較大，可能造成大量的拆遷和管線搬遷工作量，導(dǎo)致工程推進(jìn)困難。有了超淺覆土盾構(gòu)技術(shù)，可以使得原本難以建設(shè)的工程有了實(shí)施的可能性。