上海长江隧道工程施工关键技术简介新技术和新材料的使用
,上 海 长 江 隧 道 工 程 施 工 关 键 技 术 简 介,上海长江隧桥建设发展有限公司 上海隧道工程股份有限公司 2010年3月 ,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,起点：浦东五好沟,途经：长兴岛,终点：崇明陈海公路,全长：25.5公里,双向6车道,设计时速：80km/h,预留轨道交通空间,一、工程简介,隧道南起浦东五号沟，北至长兴岛新开港,一、工程简介,隧道数量：2条,隧道长度：7.5公里,隧道外径：15米,联络通道：8座,江中泵房：4座,隧 道 入 口,隧道横断面,隧道内径：13.7米,圆隧道断面,一、工程简介,隧道衬砌采用钢筋混凝土通用环楔形管片,一、工程简介,隧道采用全圆周错缝拼装工艺,在加强隧道整体性同时，又能满足轴线和推进施工需要,一、工程简介,一、工程简介,江底最浅覆土约14.0m，最深覆土约29.0m,采用2台当今世界最大直径泥水平衡盾构机进行施工,一、工程简介,盾构机主要由刀盘、主驱动、盾体、盾尾、管片拼装机、辅助设备等组成,盾构机头和1号车架,2 号 车 架,3号车架,盾构设备包括3节车架，1号车架长约30m共4层，包含了所有盾构机的主要设备,3号车架长约33m，主要为盾构推进同步管路延伸设备等,1、3号车架间为2号车架，长约65m，主要为管片和预制构件的吊运设备,一、工程简介,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,长江隧道具备的“大、长、深” 三个特点,盾构机一次性连续掘进距离达到7.5km,中间不设检修井，创造出新的世界纪录。,大,隧道开挖直径达到15.43m,是目前世界上最大直径的盾构法隧道。,深,隧道在江底最深的埋深达到55米。,长,二、工程特点,大,二、工程特点,超大直径盾构推进带来的三个方面的难题,超大直径盾构开挖面稳定,通用楔形管片错缝拼装,大断面隧道施工期间的稳定,二、工程特点,长,二、工程特点,江中段一次性连续顶进7.5公里,隧道通风,施工运输,施工测量,二、工程特点,长距离隧道施工防火防灾及运输通风,二、工程特点,深,二、工程特点,隧道最大埋深,复杂的地质条件,二、工程特点,二、工程特点,两隧道间连接通道施工,二、工程特点,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,三、工程大事记,1、完成工程预可报告 2、国务院常务会议通过项目的工可审批 3、项目正式启动 4、长江隧道浦东岸边段施工完成 5、长江隧道盾构掘进机正式推进 6、两条隧道完成推进施工任务 7、8条连接通道施工全部贯通 8、长江隧道正式通车投入使用,1999-03 2004-07 2004-12 2006-06 2006-09 2008-09 2008-12 2009-11,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,超大直径盾构进出洞技术,超大直径盾构进出洞技术,采用深层搅拌桩+高压旋喷桩+井点降水的方式进行土体加固,实际施工中发现土体加固效果良好,超大直径盾构进出洞技术,超大直径盾构进出洞技术,在洞圈位置设置了两道止水橡胶带和铰链板，确保进洞安全,管片基准环采用钢圆环，保证了真圆度和整体刚度,超大直径盾构进出洞技术,进洞最后10环，设置了预应力螺杆拉紧的特殊管片,超大直径盾构进出洞技术,采用了水中进洞方法避免进洞过程中水土流失造成地表塌陷,超大直径盾构进出洞技术,室内模型试验,1800泥水模拟实验按15.43m泥水盾构相似比模拟，其泥水处理系统按实际工程泥水处理原理设计，可以准确、便捷的全面控制盾构掘进过程的操作。,1800试验台1,1800试验台2,1800试验台3,长距离高水压下超大直径隧道开挖面稳定,进行全三维的准动态和动态相结合的数值仿真，进行开挖面稳定的预测仿真分析。,开挖面稳定预测仿真分析,网格变形,总位移,总应力,塑性区,长距离高水压下超大直径隧道开挖面稳定,利用曙光4000A超级计算机 最新数值计算技术和平行计算法 全三维视觉化数值仿真模拟盾构推进,模拟盾构推进数值仿真,长距离高水压下超大直径隧道开挖面稳定,总结出了一套不同施工条件下以及对周边环境保护的盾构掘进施工参数匹配优化方法,长距离高水压下超大直径隧道开挖面稳定,浆液基本性能,高重度、高稠度、抗剪型、抗液化的单液同步浆研制,大直径隧道抗浮技术,同步注浆浆液的技术要求,必须具有良好的流动性和填充性能 浆液在注入后，能在较短时间内达到土体强度,大直径隧道抗浮技术,模型隧道上浮试验研究,配比拌制的浆液前期具有较好的流动性，在3天后能够达到土体强度，使管片所受浆液浮力的长度仅为脱出盾尾后15环左右。,大直径隧道抗浮技术,同步施工增加隧道抗浮稳定性,大直径隧道抗浮技术,在实际施工中，隧道的上浮量最终控制在3cm左右,大直径隧道抗浮技术,复杂地质条件下连接通道施工技术,上海长江隧道需在长江底下水压力高达0.6Mpa的条件下施工8条连接通道，施工难度大、风险极高。经充分论证比选后决定采用冰冻法施工。,通过原状土的冻结、地下水流动对人工冻结的影响等分析，掌握了冻涨融沉、隧道开口施工引起的隧道结构内力和变形变化的规律。,采用了双排管冻结设计，这在国内连接通道施工中尚属首次，它成功的解决了开启钢管片、连接通道开挖过程中洞口稳定问题。,复杂地质条件下连接通道施工技术,复杂地质条件下连接通道施工技术,采用同步施工的方式，确保内部交通运输的通畅。,隧道内快速施工工艺研究,采用卡车进行管片、预制构件、同步注浆材料等运输，实现快速施工。,隧道内同步施工,隧道内快速施工工艺研究,采用集成式泥水处理系统，处理能力可达 2x3000m3/h,泥水处理技术,在上海地区采用滚动筛和漩流器相结合的三级处理模式 最大限度的利用循环浆，减少废浆排放量,泥水处理技术,江中长距离测量技术研究,提出长隧道洞内、洞外控制网的创新方案,导向系统,江中长距离测量技术研究,采用陀螺仪加测导线方位，进一步确保了测量精度,江中长距离测量技术研究,进洞前进行垂直顶升，确保进洞万无一失,高精度管片制作施工工艺研究,管片制作采用高精度钢模，确保在允许偏差内,第一道 钢丝刷,应急气囊,盾尾钢板刷,第二道 钢丝刷,第三道 钢丝刷,盾尾刷更换技术,盾构刀具更换技术,可替换式刀头及常压工作仓,主轴承检测,测点方案1,测点方案2,监测系统,典型磨粒图片,正常滑动磨粒,块状磨粒,片状磨粒,盾构刀具更换技术,隧道路面下送风、路面上加设接力风机，确保空气流通,长距离隧道通风技术,隧道火灾风险防范技术,对隧道内防火防灾根据事先制定的预防措施进行多次演练,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,新材料和新技术的使用,长江隧道工程采用的新技术和新材料，不但使工程在施工质量上有了进一步的提高，同时还取得了显著的经济效益。,定型钢模,泥水系统,水中进洞,五、新技术和新材料的使用,采用激光测量跟踪系统对管片进行测量,五、新技术和新材料的使用,集成式泥水系统有效解决颗粒分离及回收利用问题,五、新技术和新材料的使用,采用双排孔进行连接通道冻结施工,五、新技术和新材料的使用,单液同步浆,新型的单液同步注浆 采用分区注浆的施工工艺 即时同步施工工艺解决管片上浮难题,五、新技术和新材料的使用,铝芯电缆,节约成本 开创了隧道工程供电方式新里程 填补了隧道施工的重大技术空白,剪力销 、塑料螺母,工程塑料取代传统钢制预埋件 性能相同，更经济，能耗又少,五、新技术和新材料的使用,在国内首次采用水中进洞工艺减少风险,五、新技术和新材料的使用,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,管片轴线偏差:,设计要求： ±150mm,平面平均偏差：22mm,长江隧道工程:,高程平均偏差：26.5mm,环平均高差： 2.7mm,六、工程质量情况,工程简介,主要汇报内容,工程大事记,工程特点,新技术和新材料的使用,结语,工程质量情况,工程关键技术,工程自2006年9月23日正式开工后：,西线隧道：2008年9月2日顺利贯通,东线隧道：2008年5月28日顺利贯通,结 语,2009年10月31日上海长江隧道正式通车,在确保优质安全，轴线控制完全符合设计要求的同时创造： 施工记录：24m/天 556m/月 （单条隧道）,工程较原计划提前20个月完工,结 语,工程的顺利建成不仅提高了我国盾构隧道施工技术水平，更重要的是培养了一批大直径隧道施工和科研技术方面的专业人才，为我国在超大直径、超长距离隧道施工方面积累了经验。我们将在以后的工程建设中，紧紧依托协会和在座各位专家、各位同仁的支持和帮助，实现突破和进步，为我国隧道建设事业做出更大的贡献。,谢 谢！,
