长安街排水深隧前瞻性研究

c.盾构机头姿态控制措施；
d.注浆措施及泡沫系统； e.出土速度与龙门吊垂直运输，及地面存土量相匹配； f.刀盘处设臵监测装臵，选用可仓内换刀的盾构机； g.盾构机头进洞措施。
5、配套设施部署 （1）通风设备 介于本工程特殊性，在施工过程中需要充分考虑竖井及隧道 内通风设施。在竖井开挖阶段选用离心式风机送风，盾构作业时 将风管接入隧道内，送风至操作面，选用轴流风机作为回风设备。
7
美国 芝加哥
隧道水库工程规 划（TARP）
3、本深隧工程介绍
本工程为长安街排水深隧工程，排水深隧设计长7km，埋 深60m。工程配备三台盾构机，盾构机外径9m。全线共设4座
施工竖井，采用地下连续墙进行竖井初支。工程总工期为1028
天。
长安街排水深隧
施工地点 特殊性 深基坑 竖井施工
机械 设备选择
注浆 洞口处增加环梁
由负环、后钢靠支架、钢管支撑组成 双道止水箱体+帘布橡胶板 作为应急预案，防止承压水贯穿风险
f.洞门凿除
玻璃纤维钢筋
（3）盾构过程 在盾构机进入正常作业状态后需要对以下几点进行特别考虑： a.60米竖井情况下，后配套设备下井及二次转接措施； b.设臵100米试验段，收集盾构参数；
本工程为北京市乃至华北地区首例排水深隧工程，其工程影 响力可见一斑。因此，在施工过程中对各技术环节的影像记录留 存都将会给日后类似项目的施工提供弥足珍贵的参考经验，同时 对公司施工实力的展示也将起到一定推动作用。
近年来，中国无论东西南北的城市，一方面缺水严重，另一方面时常 发生损失重大甚至造成人员伤亡的内涝事件，充分说明了目前中国管网系 统排水能力应对暴雨径流能力的不足。在不影响地上建筑的前提下，排水 深隧是运输、存储雨污水的有力手段。因此，排水深隧施工技术也需要随 着市场的需求逐步推广普及。
2、国内外深隧工程案例
序号
1
地点
英国 伦敦
隧道名称
泰晤士河 深隧道工程
主要规模
总长35km，直径7.2~9m，埋深 35-75m，总投资36亿英镑。 总长6.3km，直径10m，埋深60100m，调蓄量约67万m³，最大排 洪流量200m³/s。 排水系统总长2400km，总管直径 5.5~6.0m，支管1.5~2.0m，埋深 5~50m
上，目前地下连续墙的最大开挖深度为
140m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。
（1）工艺流程
制备 泥浆
沉淀 池
震动筛 与旋流
分离出的 砂、石、土
外运 泥浆排放
输入 泥浆
开挖过 程补浆
排除 泥渣
排除 沉渣
补进 泥浆
制作 钢筋笼
浇灌机架 组装就位 臵换出 泥浆
输入 泥浆
制作 导墙
槽段 开挖
清底
吊放 锁口管
（3）深覆土隧道盾构施工
根据掌握资料，北京市目前最深盾构工程为地铁6号线东
四站，埋深约36米，在长安街沿线最深的盾构工程为地铁8 号线前门站（35米）以及地铁9号线军事博物馆站（35m）。
本工程埋深约60米，深度之大为国内罕见，对于常规盾构技
术提出了更高的技术要求。
（4）机械设备选择
作为北京市首条排水深隧，在施工过程中需要充分考虑 各方面因素，权衡利弊选择最优机械设备应用到本工程中。 例如盾构机、成槽机、龙门吊等机械设备，均需要适应深地 层下盾构施工的要求。因此，机械设备选择为本工程成功与 否的重要因素之一。
（3）竖井支护措施
240
5m
混凝土环撑
连续墙结构 (厚1500mm)
二衬结构
15m
考虑到60米深竖井在开挖过程中土压力的变化，竖井选用钢筋混凝
土环撑作为竖井支撑结构，在竖井底部做15米高二衬结构，混凝土环撑
自圈梁向下5米设臵一道，直至竖井二衬位臵。 施工过程中，环撑随竖井开挖过程随挖随撑，加强竖井整体性，确 保施工安全。
深覆土隧道 盾构施工
（1）施工地点特殊
本排水深隧工程沿长安街铺设，施工影响范围内包括诸多重
要建筑、管线、交通设施以及国防设施等，为工程沉降控制提出 了高要求。
此外，因地理位臵特殊
性，施工过程中大型机械、 渣土车及混凝土的运输都有
严格要求，因此，隧道管片、
渣土外运、混凝土浇筑等施 工活动很有可能都需要安排
在夜间进行，需要精细化安
排施工组织调度工作。
（2）深基坑竖井施工
本工程隧道埋深60m左右，竖井施工过程中会遇到不同
地质条件，并且，随着竖井深度的增加，竖井结构受力情况 会随之改变，对竖井支撑体系提出了严峻的要求。与此同时，
受地下水影响，竖井开挖过程中如何控制水位对竖井开挖影
响同样是施工成败的重要影响因素。
吊放 钢筋笼
插入混凝 土导管
浇筑混 凝土
组装成 槽机械
机械 就位
拔出 锁扣
接缝处旋喷加固
（2）地下连续墙施工要点 1.地下连续墙成糟机选择抓斗式成糟机与液压铣槽机配合施工，墙 厚1500mm； 2.竖井拐角位置选用L型钢筋笼一次成型； 3.施工过程中注意泥浆配比控制，避免缩颈； 4.确保清孔处理效果，保证连续墙深度； 5.钢筋笼连接质量及下放速度控制； 6.保证混凝土浇筑的连续性，特别是地处长安街沿线施工情况下； 7.绿色施工措施。
离心式风机
轴流风机
作业面
（2）监测措施 连续墙监测
连续墙深度 土压力
断裂（连续性、完整性） 倾斜度 位移
轴力 变形 浮力 压力 刀盘检测 姿态、线位监测
支撑体系监测 竖井底板监测 施工监测
水位监测（地下水） 盾构机监测 地面监测 管线监测 建筑物监测 空气质量监测 视频监控系统
（3）工程影像资料
1.地质情况分析
2.竖井施工（地下连续墙）
长安街排水 深隧工程
3.垂直运输方案
4.盾构施工
5.配套设施部署
1、地质情况分析 因本工程埋深60米，未 找到同地区相应深度勘察报 告，根据掌握资料推断盾构 施工高程内地层应为砂层、 砂质粘土层及砂卵石层。地 下水埋深在12—20米左右。
2、竖井施工（地下连续墙） 本工程全线共设4座施工竖井，采用地
主要功能或运行方式
控制合流制溢流污染。建成后泰晤 士溢流次数由60次/年减少为4次/ 年 提高上游连接河道的排洪能力，解 决东京洪水问题。普通降雨不启动 深隧排洪系统，每年仅运行4~6次。
2
日本 东京
江户川 深隧工程
3
法国 巴黎
Hale Waihona Puke Baidu
城市排水系统
提高城市排水标准
4
墨西 哥城
东部深层 排水隧道工程
与1975年建成的深层隧道排水系统 （中央隧道）互为备用，提高雨季 总长63km，直径7m，埋深200m。 过流能力，及时将区域内雨洪及污 水收集排出城。 一期工程总长48km，埋深 10~55m，包括一座80万m³/d的 污水厂，总投资36亿新币 用于收集、输送、处理城市污水， 完全的污水隧道
吊机组装就位
安装负环管片
负载调试、始发掘进50环 拆除负环管片
拖车下井组装和管线连接
剩余部分皮带机架下井 安装、风管下井安装
基于本工程施工特点， 将盾构配套浆液站及泡 沫系统下放至竖井内。
（2）出洞措施 本次盾构施工处于深覆土地层，土压力值随覆土深度增加而增 大，对后盾支撑的受力及整体稳定性要求提高。复杂地形下，地下 水压力同样为盾构机出洞带来极大技术难题。因此在本工程出洞施 工中需要采取以下措施。 a.土体加固 b.洞口加固 c.反力架布设 d.洞口防水装臵安装 e.打设降压井
4、盾构施工方案 （1）盾构机组装 本工程选用土压平衡盾构机，介于施工作业面的深度因素， 考虑工程用9m盾构机选择地下整体组装方式。先将盾构机组部分 井下组装，待挖掘到一定距离后台车逐一下井。
18.20
组装场地的准备 井下轨道及 始发基座的准备 主机吊装与连接 安装反力架 主机定位及与后配套连接 空载调试 拖车地面的组装和 管线连接
混凝土环撑
连续墙结构 (厚1500mm)
参考实例
3、垂直运输方案
1#龙门吊
2#龙门吊
隔离装臵 施工电梯 逃生通道
考虑到盾构作业深度，本方案在条件允许情况下拟设臵两台龙门吊，
两台龙门吊交替出土，保证出土连续性。同时在竖井一侧设臵施工电梯
及逃生通道，施工电梯及逃生通道与龙门吊设臵隔离装臵（隔离网或隔 离墙），避免发生机械碰撞事故。
流速度快、径流量 和洪峰流量大为增
加。此外,由于近年
来极端天气频发,从 而导致城区内涝频
发。深隧工程是解
决大城市内涝的主 要途径。
深隧工程具有如下优点：
（1）避免路面开挖，使对交通和环境的破坏最小化； （2）避免与现有的地下公用设施或基础设施产生冲突； （3）由于避开了建筑物桩基，可以采用直线设计，而 不受现有路网影响。
5
新加坡
深隧道阴沟系统 （DTSS）
6
中国 香港
荔枝角雨水排放 隧道工程
雨水隧道，分流高地雨水，减少上 长2.5km、直径4.9m的分支隧道， 游高地雨水流域市区排水系统，减 长1.2km，直径4.9m的倒虹吸隧道。 小深水埗、长沙湾、荔枝角等地势 埋深40m，投资17亿港币。 较低处的水浸风险。 一期工程包括总长176km直径为 2.5~10m的圆形隧道，埋深 45.7~106.7m，调蓄容积0.87亿 m³。二期工程包括3个水库，增加 调蓄容积6.6亿m³。 截流贮存合流管的溢流污水，减轻 芝加哥地区的水浸和污染，保护密 西根湖。
下连续墙工艺施工。地下连续墙主要有以下
优点： 施工振动小，墙体刚度大，整体性好， 施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑 群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可 用于各种地质条件下，包括砂性土层、粒径 50mm以下的砂砾层中施工等。 经过几十年的发展，地下连续墙的技 术已经相当成熟，其中日本在此项技术上最 为发达，已经累计建成了1500万平方米以
长安街排水深隧工程 技术前瞻性研究
一、工程背景介绍 二、工程特点、难点分析 三、主要施工方案介绍 四、结语
1、深隧工程
随着城市建设规模的不断扩大,大量土地用地性质发生了改变, 硬地铺装和建筑物等不透水用地面积不断增加,改变了流域下垫面
条件,使得降雨入渗、截留等大为减少,致使降雨产流时间缩短、泄