上海地铁区间隧道6---傅德明

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1、上海地铁区间隧道直径6.34m土压盾构施工上海申通轨道交通研究咨询有限公司傅德明1．工程概况上海地铁规划22条线路，总长1050km，见图1所示，其中大部分为地下铁道。已建地铁1、2、3、4、5、6、7、8、9、11号线共10条线，运营长度330km，日客流量达400万人次。在建10号线和2号线东西延伸段长度约90km，将于2010年4月上海世博会前建成运营，使上海的运营地铁线路达11条约420km，日客流量可达500万人次。2012年将建成运营500km。上海地铁区间隧道95%以上采用土压盾构掘进机施工，自1990年地铁1号线工程正式开工以来的19年间，已掘进隧

2、道约达400km，其中，前10年仅施工40km，后9年施工380km。2008年使用的盾构掘进机多达97台。2007年掘进隧道80km，2008年掘进隧道140km。图1上海地铁线路总平面图上海地铁1号线试验段始建于1980年，于1989年全线开工，全长14.5km，其中18km区间隧道首次采用7台Φ6.34m土压盾构于1990年起陆续掘进施工。上海地铁1号线于1995年4月建成运营，成为我国第一条采用盾构法施工的地铁线路。161996年至1999年，上海地铁2号线工程圆隧道部分西起中山公园站，东至龙东路站，双线(上、下行)全长24km，采用10台Φ6.34m土压

3、盾构掘进施工。2000年至2007年的8年中，上海地铁4、6、8、9号线约140km区间隧道采用40余台盾构掘进施工，并首次应用5台双圆DOT盾构掘进8.2km隧道。2008年在建的5线2段约260km区间隧道共采用97台盾构同时掘进施工，创世界盾构隧道工程史新纪录。2．工程地质概况上海地铁隧道的埋深最浅的为11m（最小覆土5m），最深的达35m（穿越黄浦江底）。上海市区的地层从地表以下依次为杂填土、粘土、灰色淤泥质粘土、灰色淤泥质粉质粘土、灰色粉质土、粉砂、暗绿色粘土。盾构穿越的地层大多为淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土，也有穿越粉质土、粉砂，见图2所示。图2上海地层

4、地质剖面图淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土具有含水量饱和(40％～55％)，孔隙比大(1.0～1.4)，内力小(1.0kPa～13kPa)，内摩擦角小(7º～15º)，易塑流等，属高压缩性土。土的主要指标见表1。表1上海地铁隧道穿越地层土的主要指标土层名称重度含水量孔隙比内摩擦角标准贯入度Γ（kN/m3)W(%)eφ(º)N灰色淤泥质粉质粘土17.7431.16152灰色淤泥质粘土17.2511.458＜1灰色淤泥质夹粉砂18.2341.00113粉质粘土18.2361.001820163．地铁隧道衬砌地铁隧道衬砌外径为6.2m，内径为5.5m，衬砌为预制钢筋混凝土管片

5、，每环宽度100cm和120cm2种，厚度35cm。每环由封顶块(F)、邻接块(L1及L2)、标准块(B1及B2)和落底块(D)6块管片拼装而成,见图3所示。上海地铁管片大部分采用通缝拼装，小部分采用错缝拼装。两相邻管片的纵向、环向均采用M30螺栓连接，管片设计强度等级为C50，抗渗为S8，接缝防水采用水膨胀性橡胶和氯丁橡胶复合而成的弹性密封垫。在衬砌接缝构造设计中，考虑到软土地层的特性，便于在环间传递一定的剪力，控制环间踏步，同时方便管片拼装时的定位，在环缝和纵缝上均设计成凹凸榫槽。管片连接由直螺栓方式逐步发展为更合理的弯螺栓，这样，内弧面开孔更小，管片受力性能

6、更好，见图4所示。图3上海地铁隧道衬砌结构图16图4衬砌断面和螺栓孔4．地铁隧道盾构掘进机4.1Φ6.34m土压盾构1990年，上海地铁1号线隧道掘进施工首次选用对掘削面影响小、机械化程度高、掘进速度快的ф6.34m土压盾构。7台ф6.34m土压盾构由法国FCB公司、上海隧道工程股份有限公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体制造,见图5所示，其主要技术性能见表2。图5ф6.34m土压平衡盾构16表2ф6.34m土压平衡盾构主要工作参数盾构本体外径6350mm盾尾内径6540mm最大推力3.330×104kN推进速度3cm/min切削刀盘最大扭矩4635k

7、N-m转速0~0.8r/min螺旋输送机螺杆直径Ф700cm扭矩0~15kN-m排土量200m3/h拼装机回转速度0~1.5r/min回转角度±210°提升重力82kN提升行程650mm平移行程1050mm1995年以后，上海地铁分别从法国、日本的盾构制造商购置20余台ф6.34m土压盾构掘进机，其主要工作性能参数基本相近。2004年以来，上海隧道工程公司机械厂制造的“先行号”ф6.34m土压盾构掘进机逐渐在上海地铁区间隧道工程中应用，至今已有30余台投入施工，占上海地铁工程使用盾构的30%以上，见图6所示。1、壳体2、中心回转接头3、刀盘系统4、推进油缸5、人行

8、闸6、拼装