武汉地铁越江隧道建造技术交流
隧道施工新技术
隧道施工新技术第一节概述一、地下空间的利用与发展人类在地球上出现以来，已有300万年以上的历史，在这段漫长的时期内，地下空间作为人类防御自然和外敌侵袭的防御设施,而被利用。
随着科学技术的发展和人类文明的进步，这种利用，也从自然洞穴的利用向着人工洞室方向发展。
到现在，地下空间利用的形态,已千姿百态，远远超出为个人生活服务的利用领域，而扩大到作为集团的生活需要空间。
尤其是现代,人口向城市集中，使城市人口密集，城市功能恶化。
为了保持城市功能及交通所需的空间，也开始求助于地下空间。
预计地下空间，作为人类在地球上安全而舒适生活的补充空间，在经济可持续发展的战略中，将占据重要地位，其利用和规模将会日益扩展。
科学预测指出,21世纪将是大力开发地下空间的世纪。
（一）地下空间利用发展的时代划分地下空间利用的发展过程与人类的文明历史是相呼应的，大致可以分为4个时代：第一个时代是原始时代。
从人类出现开始到纪元前3000年的新石器时代，是人类利用地下空间防御自然灾害威胁的穴居时代。
这个时代主要用兽骨等工具开挖出洞穴而加以利用。
第二个时代是古代时期.从纪元前3000年到5世纪，是为城市生活而利用的时代，也就是所说的文明黎明时代。
例如,在修建埃及金字塔时就开始了地下空间的建设。
纪元前2200年间的古代,巴比伦王朝为了连接宫殿和寺院修建了长达1km的、横断幼发拉底河的水底隧道。
在罗马时代也修筑了许多隧道工程，其中有的至今还在利用。
第三个时代是中世纪时代.约从5世纪到14世纪的1000年左右的时期，这个时期正是欧洲文明的低潮期，建设技术发展缓慢,但由于对铜、铁等金属的需求，开始进行矿石的开采和利用.第四个时代是近代和现代,也就是从16世纪以后的产业革命开始的时代。
这个时期由于炸药的发明和应用,加速了地下工程技术的发展。
例如，有益矿物等地下资源的开采和应用，运河隧道的修建以及随着城市的发展开始修建地下铁道，上下水道等，使地下空间利用的范围迅速扩大。
盾构机论文
隧道机械:浅谈盾构机摘要:盾构机是一种隧道专用的掘进机械，广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程．其必须具有高可靠性和稳定性。
其在当今中国应用数量非常大，但是目前我国的技术同世界先进技术还存在一定的差距，一些方面的功能要求还不能满足需要．本文主要研究一下内容：一、概述盾构机的种类及其特点和作用和适用范围。
二、分析国内外市场和行业情况。
三、分析我国取得的成就及不足。
四、浅谈其发展趋势，跟上先进国家的步伐。
一、概述构隧道掘进机，简称盾构机。
是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。
盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。
根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。
为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。
盾构掘进施工技术国内外研究现状
盾构掘进施工技术国内外研究现状1.1盾构掘进施工技术国外研究现状纵观盾构隧道掘进180多年的发展历史，盾构隧道施工法和盾构掘进机的改进都是在围绕着：①地层稳定和地面沉降控制；②机械化、自动化掘进和掘进速度；③衬砌和隧道质量，这三个要素进行盾构掘进机的改进和施工方法的革命。
传统的盾构法是把这三个要素分别独立考虑的，把地层稳定处理作为盾构的辅助方法，主要有降低地下水位法、改良地基法、冻结法及气压法等。
在盾构掘进机本身结构上没有考虑对地层稳定的影响或减少和防止地面沉降，盾构一般为敞胸式结构。
然而，任何地层稳定处理方法即使能抑制对地层的影响，也很难满足在城市内施工时的各种要求，特别是关系到地面建筑安全的地面沉降问题，所以，很自然地发展到下一代盾构——闭胸式盾构。
现代盾构的一个最为显著的特点就是统筹考虑盾构法的这三个要素，用盾构掘进机设备本身解决工作面稳定的问题。
用压缩空气平衡土压力的方法，由于容易发生漏气、喷发、工作面崩塌等事故，和造成地面沉降等对环境的不良影响，尤其在遇到粘聚力小、透气性的地层这种方法无法胜任。
自然，人们想到用液体代替空气来支撑工作面，最初在德国和英国进行了有关的试验，1967年日本完成了这一系统，即产生了现代概念上的泥水平衡盾构。
泥水平衡盾构是靠送入工作面与密闭胸板间所形成空腔的加压泥水平衡土压、保持工作面稳定，并用泥水输送刀盘切削下来的弃土，这个方法的问世使工作面稳定状况大大改善，盾构法的适用范围被大大拓宽，盾构掘进机得到了前所未有的发展。
然而，由于泥水平衡盾构需要大规模的泥水分离处理系统，占地面积大，对环境影响大，施工成本高，对城市内施工的隧道这个系统并不理想。
继而在1974年日本首先研制成功土压平衡盾构，这一系统是将刀盘切削下来的弃土送入前端密闭仓内，搅拌或注入添加剂搅拌成塑流化的弃土并与螺旋型输送机等机构相结合，边使工作面保持适当稳定的压力，边通过螺旋输靠性较高，得到了广泛的应用。
盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]
![盾构法隧道管片设计建造与保护[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/ceeb7bc5f46527d3240ce0bd.png)
一、盾构法隧道管片设计
3、衬砌型式及厚度 (2)衬砌厚度选择
1)衬砌管片厚度取值4～6%D,地铁区间隧道一般为4.5～ 5.6%D;大直径隧道相对厚度较小,一般为4～5%D,个人认为从 目前运营的角度看,建议取厚点,管片刚度大, 也有个别隧道达到7%D(青草沙水源地输水隧道,外径6.4m)
2)二次衬砌厚度150mm～350mm, 衬砌厚度的选择与地质条件、荷载条件密切相关,但更多情 况下是经验取值,经计算确定,
控制混凝土入模温度,冬季、夏季施工
要有针对性措施, (1)、从拌站出拌机的湿料,应在半小时之内到达浇捣点, 塌落度50~80mm,和易性满足浇捣要求,(坍落度检查) (2)、湿料拌制过程中应选加含气量小的,易于气体排出的外加剂,最大限度变 的减少,尤其侧板处的气泡, 浇筑与振捣(欠与过均不合规,试验确定), (1)、砼湿料应分层布料,料斗应紧贴外弧面,分层厚度不大于30cm,插入或振捣 的插入距离应考虑激振力一般不大于30cm, (2)、刮尺应反复多拉,保证外弧面密实,补料较多处一定要振捣, (3)、收水作业必须随捣随光,直到外弧面光实发生初凝,芯棒的松动和拔出应 随温度和季节,一般应在浇捣完后二小时,(混凝土浇捣记录,混凝土试块)
必要是可采用钢筋钢纤维(聚丙烯纤维复合管片), 在常州地铁1号线穿越某大学图书馆设计中,采用钢纤维
管片,效果很好,
二、盾构法隧道管片设计
9、管片防水及耐久性设计 管片防水及耐久性设计应给出水压条件下的抗渗等级,地铁
一般为C50P10,一般要求抗渗透能力不低于2倍的实际水压,地 铁规范要求检漏水压是实际水压的3倍,目前水下隧道管片等级 最高C60P12,下一步根据穿江越海隧道的高水压要求会进一步 提高管片性能等级,
从受力角度,要考虑纵环缝根据地质条件 及抗不均匀沉降的需要,是否设置榫槽,是全缝 面设置、局部设置还是设置抗剪切件,
武汉长江隧道含地铁工程地质初勘
武汉长江隧道含地铁工程地质初勘武汉长江隧道含地铁工程地质初勘的探究近年来，武汉市交通基础设施建设不断延伸，其中最为重要的是武汉长江隧道含地铁工程。
该项目是连接武汉市江岸区和江汉区的重要工程。
在开始工程前，在地质勘探和詹昆明工程地质勘察研究院的协助下进行了地质勘测。
文中将采用真实数据分析这项工程中发现的最常见地质问题，并就最优的建造方式提出建议。
一般来说，在一项工程开始前，必须根据地质情况进行勘测。
武汉长江隧道含地铁工程勘测的结果表明，整个隧道的地质构造和特点与扬子地块的一般特点相似，地层相对稳定。
然而，勘测结果却发现隧道地质上存在的几个问题。
首先，勘测报告指出，该区域的地质构造复杂，地下水较多，地下岩石层中绝大多数都是杂石层，并且脆性大，振动强度较大时，损坏的风险极大。
同时，该地区还存在少量的活动断层。
这些地质特点对于隧道施工的安全性以及后续的隧道维护将带来挑战。
对于这些地质问题，勘察团队提出建议，可以采用SHIELD TBM（盾构机）等机械化施工方式，保证施工的安全性和稳定性。
另外，采用先进的技术手段进行加固和防水。
在对断层和杂石处理中，勘测团队也提出采用人工开挖，局部用盾构机进行辅助的方式，以减少可能出现的隐患。
此外，在施工时还应根据地下水特征，采取相应的防渗、排水、泵水等措施。
其次，勘测报告还发现，区域内存在较多的地形剖面，高程落差明显，地层的倾斜和扭曲比较严重。
然而，作为地铁线路，隧道的平直与倾斜程度可能较大。
这一特点将导致瞬间力的变化更大，对地质环境的影响也将更为复杂。
针对上述问题，勘测团队开展了模拟计算，确定了全线隧道的坡度与曲率。
此外，为了进一步提高隧道的安全性和稳定性，建议开采隧道时，应尽可能地减少与原地层的角度。
另外，勘测团队还建议，可以在隧道内部安装变径和洞眼，以降低隧道裂缝时的应力和变形的风险。
总的来说，在武汉长江隧道含地铁工程的勘测过程中，勘测团队发现了一些存在的地质问题。
隧道方案比选
桥隧方案比较
• 1、主要优缺点
• 桥梁方案与隧道方案在完成过江功能上，有各自的特点和优势。 与桥梁方案相比较，隧道方案的主要优点有：
• ①不侵占航道净空，不影响港口航运，不干扰岸边航务设施， 不受气候变化的影响，可以全天候越江通车；
• ②它可以做到一洞多用，能将城市供水、供电、通讯等管道安 排在同一洞内过江，并可保证安全稳定；
• 根据以上实例和国内沉管的建设经验及沉管法具有缩 短隧道长度、水密性好、施工条件好、效率高、工期 短、要求的地基承载力不大等优点，本项目亦可采用 沉管方案。
隧道方案建筑限界
• 按照六车道高速公路的设计标准，隧道计算行车速度 为100km/h，采用上下行分离的隧道。根据《公路隧 道设计规范》（JTG D70—2004）的规定，隧道单向 净宽拟采用0.5+0.5+3×3.75+0.5+0.5=13.25m，隧道 建筑限界高5.0m
• 3、盾构法。 • 盾构技术是目前国际上发达国家较为广泛采用的地下隧道全机械化开挖
的施工技术。盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集 机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖、支护、推进、衬砌等 作业功能。盾构技术以其较高的机械化程度和施工安全性已广泛用于地 铁、铁路、公路、市政、水工隧道工程之中。我国已成功采用盾构法建 成许多大型公路隧道，其中包括上海黄浦江3条过江隧道，施工技术较 为成熟。 • 已经建成的武汉长江隧道为“万里长江第一隧”，2003年10月国内专家曾 对其设计和施工方法进行了评审，评审结果认为：该隧道是我国在长江 上兴建的第一条过江隧道，不能冒太大风险，首先要确保安全；盾构法 技术成熟，对防汛没有影响，拆迁量较小，施工期短，施工时长江航运 不受影响，因此，宜采用盾构法施工。 • 举世瞩目的上海崇明越江通道工程确立南隧北桥为工程推荐方案，其中 过江隧道拟采用盾构隧道施工，按双向6车道布置，全长8.95公里，隧 道外径长达15.20m，是目前世界上最大直径的盾构隧道。 • 盾构是一种价格昂贵，针对性很强的专用施工机械，对每一条用盾构法 修建的隧道，都需要根据地质水文条件、结构断面尺寸专门制造，一般 不能简单地套用到其他隧道工程中重复使用，使得必须有一定投资规模 和施工难度的隧道工程才考虑实际应用该项施工技术。 • 本项目位于武汉长江隧道下游190多公里，两岸第四系覆盖层厚，基岩 深埋，隧道区围岩属软弱围岩，适合运用盾构法修建隧道。并且该水底 隧道规模较大，采用盾构隧道有经济可比性。根据以上情况分析，本项 目可以采用盾构方案。
武汉轨道交通2号线讲诉
• 一期工程 • 金银潭站、常青花园站（换乘 武汉轨道交通6号线）长港路站、汉口火车
站（换乘武汉轨道交通10、12号线）、范湖站（换乘武汉轨道交通3号线）、 王家墩东站（换乘武汉轨道交通7号线）、青年路站、中山公园站、循礼门站 （换乘武汉轨道交通1号线）、江汉路站（换乘武汉轨道交通6号线）、积玉 桥站（换乘武汉轨道交通5号线）、螃蟹岬站（换乘武汉轨道交通7号线）、 小龟山站、洪山广场站（换乘武汉轨道交通4号线）、中南路站（换乘武汉轨 道交通4号线）、宝通寺站、街道口站（换乘武汉轨道交通8号线）、广埠屯 站、虎泉站（换乘武汉轨道交通11号线）、杨家湾站、光谷广场站（换乘武 汉轨道交通11号线）。 • 二期工程 • 华中科技大学站、光谷大道站、佳园路站、流芳火车站站（换乘武汉轨道交 通11号线）、流芳火车站向南沿光谷一路走行，至光谷一路与高新六路交汇 处十字路口止。[3] • 最新消息：因为光谷一路上一家工厂的反对，地铁2号线南延长线流芳火车站 至高新五路站这一段，将从光谷一路改道光谷大道。东湖新技术开发区建设 局方面答复称，目前，相关方面正在进行论证和协商，还未确定是否改线。 • 三期工程 • 宏图大道站、金银潭大道站、常青花园车辆段站 。
• 据了解，武汉地铁2号线列车的外观、内饰，均聘请德国公司参与设计。 • 制动系统 • 武汉地铁2号线作为首条横贯长江的地铁线路，越江隧道坡度很大，两端出入口的坡度达千分之三十，相当于车辆进入隧道后要在100米内
驶下一层楼，后段又相当于在100米距离内爬上一层楼。 • 为确保车辆安全通过隧道，它在研制中实施量身定制，采用了我国自主研制的微机控制电阻——空气制动系统。其双重制动能单独或混合
• 每节车厢后部，都设有残疾轮椅车停放专区。轮椅停稳后，轮椅上的人可系上安全带，这样轮椅就不会随意滑动了。一节车厢有6个长条座 椅。冬天时，座椅下的加热设备会加热，使乘坐更为舒适。
1 隧道与洞室工程 绪论PPT课件
1990~，盾构工法的技术进步极为显著：
(1)盾构隧道长距离化、大直径化
英吉利海峡隧道(1993，48km，8.8m，土压盾构) 日本东京湾隧道(1996，15.1km，14.14m，泥水盾构) 德国易北河第4隧道(2003，14.2m，复合盾构) 第2条英吉利海峡隧道 (15m，土压盾构)
工程专家们认为，充分的地质资料和正确的判断，使欧 洲隧道找到了理想的岩层。
隧道施工的主要设备是隧道掘进机（Tunnel Boring Machines)，具有不同的型号、尺寸和性能，出自欧洲、 北美和日本的不同厂家。它们从英国海岸的莎士比亚崖 和法国海岸的桑洁滩两个掘进基地开始，分别沿三条隧 洞的两个方向开挖，共有12个开挖面，其中6个面向陆地 方向掘进，另6个面向海峡方向掘进。
1825年在泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的 矩形盾构修建第一条盾构法隧道。后来，布鲁诺尔完 善了构思，注册了专利。
布鲁诺尔构想的盾构机械内部结构由不同的单格组成， 每一个单格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保 护作用。采用的方法是将所有的单格都被牢靠地装在 盾壳上。
当时设计了两种施工方法，一种是当一段隧道挖完后， 整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推进；另一种方 法是每一个单格能单独地向前推进。第一种施工法后 来被采用，并得到推广应用，演变为成熟的盾构法， 目前所有的封闭式盾构都是基于第一种方法。
钢质组件主要起临时性支护，以保证 开挖面土体稳定、保障作业人员和机 械设备安全的作用
同时承受来自地层的压力，防止地下 水或流沙的入侵。
2 盾构法隧道的发展历史、历史现状和发展动向
盾构法始于18世纪末英国人提出的在伦 敦地下修建横贯泰晤士河隧道的构想。 期间经多次失败和探索、改进，到19世 纪40年代初才贯通第一条地下过河隧道。
施工测量作业指导书
武汉轨道交通三号线七标段土建工程施工测量作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道集团有限公司武汉轨道交通三号线七标段土建工程项目经理部二零一四年十月1一、编制依据1、《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）；2、《工程测量规范》（GB50026－2007）；3、《市政工程施工验收技术规程》；4、《城市测量规范》（JJ8-99）5、《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）6、《国家一、二等水准测量规范》（GB12898-91）7、《武汉市轨道交通三号线七标段工程区间土建工程施工组织设计》8、《武汉市轨道交通三号线七标段工程设计图》9、《测量交接桩文件》二、工程概况武汉市轨道交通三号线区间土建施工工程第七标段盾构区间位于武汉江汉二桥边。
区间隧道北起宗关站，起点里程为:左线DK12+319.269；右线DK12+319.271，南至汉阳江滩分界里程后，进入空推段继续推进，最终掘进至中间风井吊出，终点里程为：左线DK11+155.441；右线DK11+157.100。
盾构隧道长度：区间隧道右线965.3m，左线972.3m到达分界里程，盾构空推段右线196.9米，左线191.5米，共计:右线775环；左线776环，线路最大埋深37.2m，隧道最小转弯半径350m，衬砌管片为C50S12通用型管片，外径6.2米，内径5.5米，环宽1.5m，厚度350mm，楔形量为40mm。
三、适用范围本作业指导书适用于武汉地铁四号线二期二标项目盾构工区越江隧道工程施工测量的全过程。
四、地面控制测量地面平面控制网的复测按照股份公司二级测量复核制，定期对工程所在范围内控制点进行复测，通常情况下次/2月，复测后结果和上次复测结果进行比较，在允许范围内采用本次测量结果，超出范围时找明原因，采用两次平均值，复测时按以下技术指标进行外业测量和内业整理工作。
水平角观测：采用1"极全站仪对导线左右角各测3个测回，共6测回，按国家23《城市轨道交通工程测量规范》精密导线测角要求，测角中误差达到±1.5″。
地铁盾构区间二次注浆施工技术
地铁盾构区间二次注浆施工技术作者：高颖来源：《价值工程》2017年第04期摘要：二次注浆技术在穿越江河等地质中应用极少，文章通过对二次注浆技术浆液材料性质、注浆压力、注浆量等进行分析探讨，并结合工程实践的运用，提出了关于二次注浆的一些实践经验，作为类似工程的参考和借鉴。
Abstract： Secondary grouting technology is rarely used in crossing rivers and other geological， based on the analysis and discussion of slurry material properties， grouting pressure，grouting quantity of secondary grouting technology and combined with the engineering practice，some practical experiences about the secondary grouting are put forward as references for similar projects.关键词：隧道工程；地铁；盾构；二次注浆Key words： tunnel engineering；metro；shield；secondary grouting中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0098-030 引言地铁盾构区间二次注浆施工技术，是针对受不同地层掘进参数、同步注浆装备及管理等因素影响，造成的盾构隧道管片背后充填不密实，可能诱发涌砂、管片错台、漏水、地面沉降超限等问题，通过隧道内对管片背后空隙进行二次补强注浆，形成一道外围防水层，提高防水效果，有效控制盾构通过后后期沉降，保证盾构机安全、顺利、高效掘进的施工工艺。
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武汉地铁越江隧道建造技术
2019年8月
武汉地处江汉平原东部，长江及其最大支流汉江将武汉城区一分为三，形成“两江分隔、三镇
鼎立、跨江发展”的城市格局，因此如何解决公共交通过江问题一直是武汉城市的重要课题。
O V E R V I E W O F W U H A N M E T R O
武汉轨道交通概况
（一）武汉城市概况
2012年，78.6公里第一期
（2006-2012年）2017年，215公里第二期（2010-2017年）2021年，405公里第三期（2014-2021年）2049年，1100公里远景线网规划（2014-2049年）2024年，606公里第四期（2019-2024年）（二）线网规划
武汉轨道交通自2004年1号线开通运营以来，第一、二期建设规划已全部建成通车，第三、四期建设规划线路正全面推进，目前已通车运营10条线，里程累计318km。
根据线网规划，远景年有25条线，总规模1100km。
序号阶段线路越江隧道1建成2号线1处长江24号线1处长江33号线1处汉江46号线1处汉江58号线1处长江67号线1处长江1在建12号线2处长江212号线1处汉江3规划11号线
1处长江410号线
1处汉江510号线
1处长江6新港线
1处长江713号线
1处长江820号线
1处长江917号线1处长江 武汉轨道交通共规划18条越过江通道，目前建成6条，在建3条；规划待建9条。
新港线7号线8号线12号线20号线10号线2号线4号线13号线10号线12号线11号线
12号线17号线3号线6号线
（三）越江通道规划与现状
2号线长江隧道
8号线长江隧道7号线三阳路长江隧道
（三）越江通道规划与现状
2012年武汉2号线越
江隧道的建成开通，取得
了地铁越江隧道的重大突
破，揭开了武汉地铁越江
隧道建设新篇章。
此后6年
间，武汉地铁建成了3、4、
6、7、8号线越江隧道，
其中3、6号线为越汉江隧
道。
武汉越江隧道建设实
践得到极大的丰富和发展。
目前武汉已建成的6条越江线路中，2、3、4号线初期均为6B编组，6、7、8初期均为6A编组。
每天承担过江客运量约110万人次，接近中心城区公共交通过江客流的一半。
（三）越江通道规划与现状
[公铁合建]
（超大直径盾构外径15.2m）武汉地铁越江隧道修建技术循序渐进，从2号线单洞单线到8号线单洞双线、7号线三阳路公铁合建，技术不断提升和超越。
[单洞单线]
[单洞双线]
（四）越江隧道结构形式
[单层衬砌]
（小直径盾构外径6.2m）[双层衬砌]
（大直径盾构外径12.1m）[非封闭内衬]。