武汉长江隧道工程盾构施工
长江盾构穿越施工安全控制技术介绍
2、土压平衡盾构工作原理
3、螺旋输送机
螺旋输送机通过一个密封套装在盾构机 的土仓底部。机壳上留有添加剂注入口，可 以根据渣土情况注入泡沫、膨润土等添加剂。 螺旋输送机出渣口安装有滑动式闸门，该闸 门的开度能调节，从而调节螺旋输送机的送 料速度，使土仓保持一定的压力。
螺旋输送机装有土压传感器，用于检测 输送机内部的土压力，并反馈给PLC系统或 操作人员，以决定对螺旋输送机的转速、出 渣闸门的开度大小进行调整，从而很好的控 制出土量，达到控制土仓压力的目的，最终 保证盾构机的正常掘进。
泥水系统构成： 主要由膨润土、CMS、纯碱和水组成 膨润土的作用提高泥水粘度、比重、悬浮性、触变性 CMS（缩甲基淀粉）的作用降低失水率、增加粘度 纯碱（碳酸钠）调节PH值、分散泥水颗粒
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵泥水输送分系统 ⑶泥水处理分系统 ⑷泥水监控分系统
造浆分系统 包括泥水拌制分系统和浆液调整分系统 盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构开挖面，形成
电缆托盘等）
皮带机 泡沫发
注浆气
生器
动阀 四三号号台台车车（（左左））
管片六五吊号号台台车车（（左左））
喂片机
设四三一六备号五号号二连号台号台台号接台车台车车台桥车（车（车正（侧右（右面右）右）））
6、施工配套 管片车 管片车 浆液车 土箱 土箱 土箱 电瓶车
三、盾构施工的原理
高水压条件下盾构隧道结构特征分析
高水压条件下盾构隧道结构特征分析摘要：武汉长江隧道工程盾构长距离穿越砂层、盾构承受水压高，最高5.7bar，地质条件和地下水状况非常复杂，江底段隧道最小覆土厚度小于1d，而且水底部分与覆土压力相比水压力更大，特别是武昌深槽段，水压力主导的施工。
为了确保盾构管片结构安全，本文通过梁弹簧计算模型，分别进行了大量的计算，分普通地层和复杂地层两个方面，从水压变化方面进行了计算。
分析高水压对管片结构的影响。
关键词：盾构隧道水土压力梁弹簧计算模型隧道覆土1．概述根据提供的武汉长江隧道纵断面图，武汉长江隧道盾构段隧道底板最高点为江北竖井一侧（标高-0.89m），最低点位于k3+718m处（标高-31.78m），盾构穿越的地层主要为中密粉细砂（地层代号⑤2）、密实粉细砂（地层代号⑤3），底部中间为卵石层（地层代号⑥）及强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩（地层代号⑦1和⑦2）之间。
局部见中密中粗砂（地层代号⑤4）、密实中粗砂（地层代号⑤5）、可塑粉质粘土层（地层代号⑤6）。
盾构两端接近竖井处的地层为软塑粉质粘土层（地层代号④4）、中密粉土层（地层代号④6）其可挖性除中风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩为ⅳ级、强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩及密实卵石为外ⅲ级外，其它土层为ⅰ级。
盾构穿越地层主要为富含地下水的砂土层，其地下水特征在两岸表现为较高承压水头的承压水特征，在长江则表现为高水头压的潜水特性。
由于其水头压力较高，盾构施工时易引起突发性涌水和流砂，而导致大范围的突然塌陷。
同时，高水头压对盾构机和隧道的密封及抗渗能力提出了更高要求。
根据盾构段隧道底板标高k3+588.6m～k4+250m段盾构工作面的下部将切入密实卵石层（地层代号⑥）及强、中风化泥质粉砂岩夹砂、页岩（地层代号⑦1、⑦2）层中，与盾构工作面其它土层构成了软硬不均匀的工作面，盾构推进时，由于受力不均，容易造成盾构在线路方向上的偏离。
如图1所示lk4+200地质剖面所示。
冷冻法施工作业指导书
武汉长江隧道工程冷冻法施工作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制依据《地下铁道工程施工及验收规范·GB50299-1999》；《盾构法隧道工程施工及验收规范· DGJ08-233-1999》；《地下防水工程施工及验收规范· GBJ208-83》；《煤矿井巷工程施工及验收规范·GBJ213-90》；本工程投标文件。
二、编制目的规范操作程序，指导现场施工。
三、适用范围武汉长江隧道盾构隧道联络通道冷冻施工。
四、作业概述该工法是在地层中按预定间隔埋设冻结管（Φ100mm的管径），冷却液在冻结管上循环，则管周围地层中的孔隙水以管为中心生成年轮形状冻土。
邻近的冻土柱连接在一起，形成止水墙。
本工程用冷冻机把盐水溶液冷却到-20～-40℃，由循环泵送至冻结管冷却地层，盐水吸收地层的内热后，温度上升，经由盐水冷却泵，返回冷却机降温后，再次进入冷却管，如此反复循环。
五、人员机械配置人员配置表机械设备配置表六、部门职责1、工程部：①、负责冻结帷幕设计计算、冻结孔布置及制冷设计；②、冻结施工过程现场监督，冻结效果检查。
2、设物部：①、负责冷冻设备的维修、保养；②、保证电力持续、足量供应。
3、操作班组：①、严格按照冷冻设计布孔、埋管；②、钻机、冷冻机械操作。
七、作业流程作业流程见下图。
施工准备7.1.1在隧道内敷设一条120mm2动力电缆，用于冻结钻孔施工及隧道内冻结作业流程图系统安装供电。
7.1.2利用隧道内清水、排污管道，用于冻结孔打钻和冻结站运转的供水和排污。
7.1.3在旁通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整洁。
7.1.4用厚4～6cm的木板在旁通道处铺设冻结施工场地，按不同位置的冻结孔钻进要求，用φ″钢管搭建冻结孔施工脚手架。
冻结孔定位与管片开孔根据冷冻设计计划的基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，提请注意的是：孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋的前提下可适当调整，一般不应大于100mm。
武汉地铁二号线越江隧道盾构始发技术
武汉地铁二号线越江隧道盾构始发技术摘要：武汉地铁二号线越江隧道工程采用气垫式泥水平衡盾构施工，盾构直径6520mm，盾构双线均已始发成功，文章主要介绍盾构始发过程中的关键技术，为类似工程提供参考。
关键词：始发；泥水盾构；地铁1 引言随着我国城市轨道交通设施的兴建，盾构法隧道施工越来越普遍的被使用，也越来越多地被国内地铁届所接受。
武汉地铁二号线越江隧道工程是穿越长江的第一条地铁隧道，该工程的成功与否直接影响到地铁二号线的顺利通车。
盾构发施工已有许多成功的工程实例，但是此方法也有较大的风险。
管控好各个施工阶段的施工技术将是工程成功的关键，本文主要介绍泥水盾构始发技术。
由于始发边界条件不同于盾构正常掘进，盾构始发通过开挖面平衡条件差，对开挖面稳定产生不同程度的不利影响，盾构处于试掘进状态，盾构故障多，盾构操作人员不熟练等，容易发生地表变形过大，甚至坍塌、地表冒浆等事故，因此根据工程地质条件、地下水、盾构类型、覆土厚度、洞门密封等条件选择合适的始发具有重要的意义。
2 工程概况武汉市轨道交通二号线越江隧道工程为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。
隧道江北起点为江汉路站，江南终点为积玉桥站。
施工内容主要包括：盾构区间隧道、明挖风井、联络通道及江中泵房等。
隧道右线长约3085米，左线长约3098米。
线路纵坡大致为U形，线路最大下坡为2.7%，最大上坡为2.56%。
盾构区间采用两台直径6520mm的泥水盾构施工，盾构隧道采用管片拼装式单层衬砌，管片外径6200mm，内径5500mm，环宽1.5m。
衬砌环由一个封顶块（K）、两个邻接块（B1、B2）和三个标准块（A1、A2、A3）组成，管片为双面楔形通用管片，楔形量为40mm，管片采用错缝拼装方式，管片环纵缝均设置凹凸榫槽，环缝和纵缝均采用弯螺栓连接。
盾构始发内容主要包括洞口端头地层加固、洞门环及洞门密封装置的安设、盾构始发基座的设计加工及定位安装、盾构机组装调试、泥水处理系统的组装调试、反力架的设计加工及安装就位、洞门地下连续墙围护结构钢筋混凝土凿除、负环管片拼装、两侧支撑系统安装、盾构始发推进、以及其他保证措施的准备等。
武汉长江隧道盾构施工引起的地表沉降预测
２０ ０ ８年 ５月 第 ５期 （ １６ 总 １）
铁 道 工 程 学 报 Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ａ Ｌ Ｙ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｓ ＣＥ Ｙ Ｏ Ｒ Ａ ＦＲ ＩＷＡ Ｎ ＩＥ Ｒ Ｎ Ｏ Ｉ Ｔ
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文章编 号 ：０ ６— １６ ２ ０ ）５— ０ ９一ｏ １０ ２ ０ （ ０ ８ ０ ０施 工 引 起 的 地 表 沉 降预 测
李 国成 丁 烈 云
（ 中科技 大 学， 武 汉 ４ ０ ７ ） 华 ３ ０ ４
摘 要 ： 究 目的 ： 构 隧道 施 工 会 对 周 围土 体 产 生 扰 动 ， 而 影 响 到 周 围 建 筑 物 和 地 下 管 线 。 因此 ， 确 预 测 研 盾 进 准
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武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术
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王光 辉
武汉 长江 隧道盾 构始发 井深 基坑施 工技 术
的抽水试验结果 ， 场地承压含水层 的综合渗透系数
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维普资讯
公路 隧道
２０ 年 第 ３ （ ０７ 期 总第 ５ 期 ） ９
武 汉 长江 隧道盾 构 始 发 井深 基 坑 施 工技 术
王 光 辉
（ 中铁 隧道集团科研所 洛阳 长江隧道工程盾构始发井为深基坑工程， 在长江附近、 地质条件复杂、 地下水位较高的武昌地区修
四系 粘性 土层 中 ， 其水 量 较 小 ； 压水 主要 赋存 于 承 长 江两岸 粉细砂 、 中粗 砂层 中。根据 场 地所 取上 部 滞水、 承压 水 的水 质分 析 结 果 ， 场地 内地 下 水对 混 凝 土及混凝 土结 构 中的钢筋 无 腐蚀性 ， 对钢 结构 有 弱 腐蚀 性 。场 地 上 部 滞 水 的水 位 埋 深 在 ０ ５ ． ～ ２８ ｍ２ 间（ 当于标 高 ２． ～ ２． ０ 。场 地 承 ．ｏ ． 相 ０ ７ ３ ９ｍ）
武汉长江隧道鲁兹故居综合保护技术分析
ｌ ２
土 工 基 础
部 门强烈 反对 的 ， 审 批程 序 非 常 严格 ， 一般不采用； 移 位法是 近年 来逐 步 被 采纳 应 用 的方法 ， 但 也 有 一 定 的 限制 条件 ， 比如 必 须 有 移位 放 置 的新 址 和移 位
行托 换 ， 分 段开 挖 ５ ０ ０ ｍｍ 宽 的原条基 下 面土体 ， 然 后将 钢筋 笼放置 在 原条 基 下 ， 再 用 膨胀 混 凝 土 浇筑 密实 。待 间 隔 的两 段 基 础 梁 达 到 混 凝 土 强 度 等 级 后， 再 施工 间 隔中 的一 段 ５ ０ ０ ｍｍ 基础 梁 ， 最后将 三
第 ２ ７ 卷第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２ 月
土 工 基 础
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Ｖｂ １ ． ２ ７ ＮＯ ． １ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０１ ３
武 汉 长 江 隧 道 鲁 兹 故 居 综 合 保 护 技 术 分 析
胡 斌 ， 杨盛双 ， 钟 有信
（ 中铁 隧 道 集 团 有 限 公 司 ， 河南洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ９ ）
摘 要 ： 武 汉 长 江 隧道 工 程 盾 构施 工 近 距 离 下 穿 省 级 文 物 保 护 建 筑 一 鲁 兹 故 居 ， 且 盾 构 接 收 井 深 基 坑 距 该 建 筑 也
初 步设计 情 况见 图 １ 。
程 项 目与重 要 的古 建 筑物 、 文物 保 护 建 筑 等 发 生 冲
突 等 问题 。如何 满 足 工程 项 目的需 求 ， 又 最 大 限 度 地 保护 重要 古建 筑 物 ， 是 工 程项 目各 方 需 要 面 对 和
解 决 的问题 。
武汉长江隧道泥水盾构的改造
（ ｈｎ ａｌａ ｕ ｎｌ ｇＥ Ｍ ｅ Ｃ ． Ｌｄ ， ｉ ｉｎ ５ ０ ０ Ｈ ｎ ｎ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａＲ ｉ ｙＴ ｎｅ ｎ ｑ ｍ ｍ ｏ ， ｔ． Ｘ ｎ ａ ｇ４ ３ ０ ， ｅａ ， ｈｎ ） ｗ ｉ ｘ
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大直径通用楔形管片拼装技术
大直径通用楔形管片拼装技术张毅1 徐贤宇2 荣亮3（1．中铁隧道股份有限公司，河南郑州 453000；2．中铁隧道集团科研所，河南洛阳 471009）摘要：武汉长江隧道是我公司第一个大直径泥水盾构过江隧道工程。
盾构隧道管片外径11000mm，内径10000mm，管片环宽2000mm，采用双面楔形的通用管片，楔形量为55mm，采用9块等分“大楔型封顶”分块形式。
管片拼装的质量直接影响到盾构掘进工程的安全、进度和隧道整体的防水质量。
为了保证盾构安全顺利的完成隧道掘进，本人对管片拼装的技术和遇到问题的解决办法加以研究总结。
关键词：盾尾间隙点位选取管片安装管片旋转管片椭圆质量保证Large-diameter General Wedge Segment Assembly technologyZhang Yi1,Xu Xian yu2,Rong Liang3（1．China Railway Tunnel Stock Co, Ltd., Xinxiang 453000,He’nan；2．China Railway Tunnel Group Scientific Research Institute, Luoyang 471009, He’nan）Abstract: The Wuhan Yangtze River Tunnel is the first company of large diameter shield muddy river tunnel project. Shield Tunnel-diameter 11000 mm, diameter of 10000 mm, the ring-width 2000 mm, using double-sided wedge of the Universal film, for the wedge of 55 mm, using nine sub-"big wedge-shaped cap" block form. The quality of the films assembled a direct impact on the security shield tunneling projects, progress and the overall water quality of the tunnel. In order to ensurethe smooth completion of safety shield tunnel boring, I assembled the film's technical problems and solutions to summarize.Key words: Mei space shield，Select the Point，Installation Segment，Segment Rotation，Segment Elliptic，Quality Guarantee.1. 概况本工程施工中，采用错缝拼装通用楔形管片。
泥水盾构工作原理
气压调节系统
目前是使用的一般是SAMSON公司产品。其原理为，当压力降低或升高，与设定值有偏差时，通过压力的反馈，调整进气阀或者排气阀，对气仓内进行补气或排气，使压力逐渐升高或降低到设定压力值，直至与设定值平衡。因为掘进时液位总是存在一定的波动，其压力有一定变化，SAMSON系统能根据压力的反馈，及时对气压进行调整。
压力调节器
进排气阀
一般气仓压力一经设定，一个掘进循环内不再进行调整，所以掘进循环内，刀盘压力稳定在某个恒定值。只有当掘进条件发生变化，需要调整掘进压力时，再对压力调节器重新进行压力设定。 气压调节系统功能是保证泥水仓的压力，泥浆循环系统的功能是出渣。
.
四、泥水处理系统
泥水盾构掘进，其泥浆质量是控制盾构掘进质量的重要基础，对于盾构掘进循环回来的污浆，其性能不能满足循环使用要求，为能够保证掘进质量，需要对泥浆的比重、粘度、颗粒等进行处理，其中泥水分离设备是对泥浆性能有最直接影响的设备
.
两种泥水盾构的主要区别如下
日本体系泥水盾构的泥浆压力，在循环掘进时，通过调整进浆泵的转速或者调整进浆泵出口节流阀的开口比值来实现压力控制的。因此掘进速度、地层变化、掘进深度及其掘进长度对压力均有影响。调节泵的压力是通过中心控制室的自动调节完成。
.
德国体系的空气室的压力是根据开挖面需要的支护泥浆压力设定的，空气压力可通过空气控制阀使压力保持恒定。同时由于空气缓冲层的弹性作用，即使液位波动或出现突然的泄漏，对土仓压力也无明显影响。
.
长时间停机模式
这个模式是自动控制的。此时所有泵都停止运转。开挖面压力由压缩气回路来控制。当气垫室泥浆液位低于预定的低限时，便进行校正。
.
3.2泥浆循环参数控制
泥浆循环参数包括泥浆流量和液位、压力、比重等，循环部件包括进出泥浆泵、流量计、比重计、各种泥浆阀门等。对于不同厂家的盾构的，其泥浆循环略有区别。 泥浆循环的控制包括： 流量和液位的控制 泥浆压力的控制 比重的控制等。
国内大直径盾构隧道的设计技术进展_肖明清
#隧道/地下工程#收稿日期:2008-04-30作者简介:肖明清(1970)),男,教授级高级工程师,国家一级注册结构工程师,1992年毕业于西南交通大学地下工程及隧道工程专业,工学硕士。
国内大直径盾构隧道的设计技术进展肖明清1,2(11西南交通大学土木工程学院,成都 610031;21中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:自上世纪90年代以来,我国大直径盾构隧道的建设得到较大的发展,特别是近期建设的武汉、南京和上海越长江隧道以及广深港客运专线狮子洋隧道,无论是在工程建设规模还是建设难度方面,均堪称世界级工程,也代表了当前国内盾构隧道的设计水平。
对目前国内几座有代表性的大直径盾构隧道的概况进行介绍,对设计技术的进步进行总结。
关键词:大直径盾构;隧道;设计;技术进展中图分类号:U 455143 文献标识码:A 文章编号:1004-2954(2008)08-0084-041 概述111 国内外大直径盾构的发展概况1818年,英国的布鲁诺(M 1I 1B r une l)提出盾构工法并申请了专利,1825~1843年,他利用矩形(618m @1114m )盾构,在伦敦泰晤士河下几经挫折修建了世界上第一条盾构隧道。
1869年,Barlo w 和G rea t 采用圆形盾构(外径2121m 的铸铁管片)在泰晤士河下成功修建了第二条盾构隧道。
随后,盾构工法相继传入美国、法国、德国、日本、苏联以及我国,并得到逐步发展,尤其从20世纪60年代以来,随着机械制造技术的发展,不同类型盾构机相继出现,可实施的盾构隧道直径也逐渐增大,掘进长度与开挖深度也在不断增加,陆续建成了英法海峡隧道、东京湾海底隧道、荷兰绿色心脏隧道等一批著名工程。
我国盾构隧道的应用时间相对较短,较为全面的试验是1962年在上海塘桥的试验隧道(<4116m 的普通敞胸盾构)工程。
1966年,上海用盾构法建造了国内第一条水底公路隧道)))打浦路隧道。
武汉过江隧道
武汉过江隧道简介武汉过江隧道位于湖北省武汉市内，隧道全长3630米，双洞双向四车道，北接汉口大智路，南通武昌友谊大道。
武汉过江隧道是我国在万里长江上修建的第一一条隧道。
也是目前我国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程。
隧道工程概算投资20.486亿元，车道净高4.5米，设计车速50公里/小时。
机动车过隧道最快只需7分钟，设计机动车日通行量5万辆。
隧道可抗6级地震和300年一遇的洪水。
2008年12月28日，武汉过江隧道正式通车。
“于长江边第一转弯处，穿一隧道过江底，以联结两岸。
”——百年前孙中山先生的瑰丽想像，如今付诸现实了。
建设历史1988年，铁道部第四勘察设计院（下简称“铁四院”）曾提出在今长江二桥处建设水底隧道。
1993年，国家准备建设京沪高速铁路，由于跨江地区距长江大桥仅1.7公里，若再修桥会对长江航运带来影响。
因此，国内隧道专家、设计大师陈应先提出“以隧道方式过江”。
虽然最终未能变成现实，但产生了强烈反响。
1995年，武汉市科委组织铁四院等单位展开“武汉地铁重大技术经济问题研究”，地铁和轻轨的课题名列其中。
同年，武汉地铁办成立前期领导小组。
1996年，铁四院自费开始对过江隧道（含地铁项目）工程进行预可性研究。
1999年1月11日，武汉市市长办公会正式决策开展项目前期工作，在市计委设市地铁前期工作办公室。
2001年4月4日，国家计委委托中国国际工程咨询公司，对武汉长江隧道进行评审。
2002年3月12日，国家计委报请国务院审批。
次日，国务院正式批准立项。
2003年10月，武汉过江隧道“预可研”报告通过专家评审，单建双向4车道的公路隧道提上议事日程。
2004年11月，工程可行性研究报告获国家批准。
当月28日，武汉过江隧道动工。
2006年9月29日，“长江一号”盾构机从江南向江北掘进。
2007年10月，“长江一号”盾构机穿过江心。
2008年1月，“长江一号”盾构机掘到汉口长江大堤，向汉口城区掘进。
盾构隧道同步注浆水下不分散砂浆的研制
盾构隧道同步注浆水下不分散砂浆的研制摘要:武汉长江隧道采用盾构法施工,所处的高压富水地质条件决定了同步注浆材料必须具备高抗水分散性能,以保证同步注浆材料在灌注过程中不被地下高压水稀释,从而达到对围岩的填充和加固效果。
本文采用有机-无机复合技术原理,利用硅灰、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺三种物质进行复配,对高掺量粉煤灰砂浆进行抗水分散性能试验研究。
试验结果表明:通过无机和有机外加剂的增强、保水和絮凝作用,可以使高掺量粉煤灰盾构隧道同步注浆单液砂浆具有良好的保水性能、高抗水分散性能和固结性能,新拌砂浆环境水溶液pH 值最高为8.3,砂浆28d水陆强度比可达91%。
关键词:水下不分散砂浆;同步注浆;盾构隧道0前言同步注浆是地下隧道盾构施工法中的壁后注浆工法之一,即在盾构掘进的同时,通过注浆泵的泵压作用,将水泥砂浆灌入盾尾的管片环外间隙之中,达到填充管片环外空隙、固结管片环位臵、减小地面沉降、充当环外第一道防水线的目的[1]。
武汉长江隧道部分地段处于高水压饱水地质条件下,因此,同步注浆材料将可能直接浇注于水中,如采用普通的注浆材料,其拌合物的水胶比、组成等参数会发生巨大变化,严重影响硬化后注浆材料的力学性能和耐久性。
具体地说,会产生以下后果:1)集料与水泥浆严重分离,部分水泥颗粒被水流稀释甚至带走,致使浆材不具有胶结能力;2)浆材注入后均匀性十分差,局部形成水囊,水胶比大幅增加;3)存在空洞,严重缺浆等现象,耐久性差;4)附近水域和生物将遭到严重污染和侵害,如果在流动水中进行注浆,则问题更加严重。
因此,在高水压富含水地层中,同步注浆要求浆材具有能快速充填,保水性强,不离析,倾析率小、抗水分散性能好等性能。
普通同步注浆单液砂浆一般采用膨润土来获得高的稳定性,但在高水压富含水条件下灌注很容易造成离析、浆液流失、灌注不均匀、不密实等现象,达不到同步注浆所要求取得的效果。
抗水分散砂浆也可称为水下不分散砂浆,其中关键技术是抗水分散外加剂的性能。
万里长江第一隧—武汉长江首座公路隧道施工侧记
造 “ 中国中铁 ”著名 品牌 。
桩 、承压 降水 、文物保护、房屋加 固、控制沉 降等频繁的
武 汉长江 隧 道 由 中国 中铁 隧道 集 团联合 体设 计 、采 购和 施 工 总承 包。 中铁 隧道 凭借 丰 富的 穿越江 河湖 海 和科技 实 力 ，在 世人 瞩 目的长 江 隧道 建设 中 ，屡
中铁隧道 更是联合铁道第四勘察设计院 、武汉市市
政 建 设 集 团 、武 汉 市城 市 规 划 院 、
武 汉长 江 隧道是 国家批 准立 项 、武 汉 “ 五 ”期 间重点 地 震 、人 防 、沉 船 、抛 锚 、爆 炸 等各 种 特殊 性 因素 ，并 十 充分 考虑 了长江 ３ ０ ０ 年一 遇 洪水 水位 以及 使用 期 内洪水 对 河床 的影 响 ，按 照六 级人 防抗 力设计 。
江修建交通隧道 ，被誉为 “ 万里长江第一隧”。
万 里 长 江 第 一 隧
武汉长江首座公路 隧道施 工侧记
文 ，中铁 隧道 股份 有限公 司党群工 作部 牛 雪顶 尹强
足 武 汉长 江 大堤 ，极 目远 眺 ， 滔滔 江 水 ，奔 腾 而 去。 １ ５ 年 ，武 汉长 江 大 桥贯 通 ，毛泽 东 主 席 ７ ９ 世纪 之后 ，武 汉 长江 隧道 开 建 ，大堤 之下 ，两 条 “ 龙”横 铁
２ ０ 年 １ 月 ，武 汉长 江南 岸 ， 中央 政 治局委 员 、湖北 ０４ １
度 低 ，开挖 过 程 中极 易 造成 地 面沉 降 ，对 周边 建 筑物 产生 破 坏 ，施 工风 险 极 大 。项 目部 全 体 工程 技 术人 员 和广 大 员 工 认真 落 实施 工 方 案 ，按 照有 关 专 家意 见 ，基 坑 防水 采 用 “ 以封 为主 ，减压 降水 为 辅 ，封 降结 合 ” 的原 则 ，降 水主 要 采用 管井 降水 和井 点 降 水 ，科 学组 织 ，攻 坚 克 险 ，成功
泥浆制作作业指导书
泥浆制作作业指导书篇一：泥浆制作作业指导书篇二：泥浆调制作业指导书武汉长江隧道工程泥浆调制作业指导书编制：审核：批准：中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月一、编制目的指导泥浆制作和调整的工作，保证泥浆在盾构掘进时的泥膜形成及掘削面的稳定以及有效运送排放掘削土砂。
二、编制依据2.1《地下铁道设计规范》2.2 《地下铁道工程施工及验收规范》2.3《盾构隧道》2.4相关技术规范。
三、工程概况武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。
隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的沙湖路。
本工程暗挖盾构隧道左线LK2+720～LK5+270总长2550米，右线YK2+778～YK5+277.2总长2499.2米，主要穿越地层为粘土，粉土，粉质粘土，淤泥质粉质粘土，粉细砂，中粗砂，卵石层，泥质粉砂岩夹砂岩页岩。
四、适用范围适用于武汉长江隧道工程盾构施工。
五、原材料5.1泥浆制备所需材料有：膨润土、CMC、纯碱、水、聚合物。
5.2材料要求1、水，自来水，若用江水、地下水等则需要作特别的处理。
2、膨润土，主要成分是蒙脱土，必须符合施工要求。
3、纯碱，不允许含有其它杂质。
4、CMC ，能增加粘度和提高泥膜形成性能。
5、聚合物，以长链有机聚合物和各种无机硅酸盐类为主体的膨润土代用品。
6、所有原材料都必须经检验合格后方可进场。
7、所有材料的质量检查、运输、储存、使用都必须满足规范要求。
六、泥浆试验检测人员配置及职责泥浆搅拌站配置泥浆检测工程师一名，主要负责制浆原材进场的取样、送检；新浆配合比的配制，各项指标的控制检测；再生浆的测试、调整及各项指标的控制检测。
七、泥浆试验检测仪器设备配置八、泥浆配合比及指标8.1泥浆配合比泥浆配合比必须满足相关标准、规则和技术规范的规定。
泥浆配合比(重量比)为膨润土:CMC:纯碱:水＝7:0.05:0.33:100。
武汉长江隧道工程泥水盾构施工安全技术
１ 由于本桥是 ２ ） ０世纪 ８ Ｏ年代建设 的旧桥 ， 计施 工的水平 设 都较低 ， 监管不 到位 ， 使在今天重交通 的情况下病 害较大 ， 致 因此
５ 梁体 顶 升施 工过 程
０世纪桥 梁 的检测是十 分必要 的。２ 实践证 明 ， ） 回澜大 １ 封闭新桥交通 ， ） 让车辆 在 旧桥 行驶 ， 并限速 ４ ｍ ｈ 限载 加强对 ２ ０ｋ ／ ， ５ｔ 以下的车辆通过 。２ 凿 除桥 面铺 装及 桥面连 续 ， 各跨 成 为 桥 病害处理措施 得 当 ， ） 使 能够 结 合桥 梁病 害 实际 情况 进行 精确 治 为省道 ３４线的大修创造 了良好条件。 ５ 个独 立的简支体 系。３ 由于需要 对部 分损坏 梁体 进行 钢板 加 理。节省了施工时间 ， 】
建筑 ，０ １３ （ ） １６１７ ２ １ ，７ ６ ：６ － ． ６
Ｒ ｓａ ｃ ｎ ｄｓａｅｔｅ ｔ ｎ ｆ ｉ ｎ Ｂ ｉｇ ｎ ｙ ａ ｉ ｅｅ ｒｈ ｏ ｉ ｓ ａｍｅ ｔ ｌ ｒｄ ｅｉ Ｑｉｇ ｕ ｎ ｃ ｙ ｅ ｒ ｏ Ｈｕ ａ ｎ ｔ
第３Hale Waihona Puke ８卷 第 ７期 ２０１２年 ３月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ Ｔ Ｃ ＵＲＥ ＨＩ Ｅ Ｔ
山 西 建 筑
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ７ １３ ．
Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
・１ ３ ・ ７
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ — １ ３０ １０ — ８ ５ ２ １ ）７ ０ ７ ・２
２ １ 掌子 面稳 定 问题 ．
武汉长江隧道过 江段 穿越地 层主要 为粉 细砂 层 ， 水压 高、 通 水性强 、 渗透系数大 ， 注入掌子 面前方 的泥浆极 易被稀释 ， 很难形 成 隔水泥膜 ， 泥水压 力难以建 立 ， 法平衡掌子 面前方土压 力 ， 无 施 工过程 中如果控 制不好 ， 可能产生开挖 面失稳、 江底 冒浆 、 隧道 涌
武汉长江隧道工程泥水盾构施工安全技术
武汉长江隧道工程泥水盾构施工安全技术郭大焕【摘要】Taking the slurry shield construction in Wuhan Changjiang tunnel as the example, the paper illustrates the main problems when the tunnel goes through the complicated water layer with high-water-pressure strong permeable stratum, lists the respective measures and proves by the practice, so as to provide the technical direction for the similar projects.%以武汉长江隧道泥水盾构施工为例,详细阐述了隧道穿越高水压强透水复杂地层中施工面临的主要问题,并列举出实际采取的应对措施,通过实践加以验证,为类似工程提供技术指导。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)007【总页数】2页(P173-174)【关键词】隧道;泥水盾构施工;强透水层【作者】郭大焕【作者单位】中铁隧道集团有限公司,河南洛阳471009【正文语种】中文【中图分类】U455.43武汉长江隧道工程盾构要穿越粘性土层、砂性土层、岩层以及上软下硬地层等复杂地层，施工区间地下水与长江水连通，地下水位高，盾构掘进期间江底最大水压0.6 MPa，施工风险极大，对盾构施工安全和隧道结构稳定提出很高要求。
本文详细论述了武汉长江隧道大直径盾构高水压强透水复杂地层中施工所面临的主要问题和采取的主要措施，并在实践中加以验证，所取得成果为类似工程提供技术依据。
1 工程概况武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江交通通道，位于武汉长江一、二桥之间。
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泥水压力设臵 泥水压力采用静止土压力（水土分算）作为 控制上限，主动土压力作为控制下限。穿越密集 建筑物时压力设定值靠近上限。一般根据地层性 质，砂土、粉土、粉质粘土等渗透系数较大的地 层，采用水土分算。地面荷载偏压的情况下，压 力设定值宜取超载和无荷载的中间值。 判断合理性的依据： A、压力设定要不断摸索，通过地表沉降及时修正。 B、在渗透性大的地层，利用泥浆漏失量作为检验 压力设定是否合理为依据是可行的。
安装洞门密封装置 安装负环管片至刀盘通过洞门密封 凿除剩余洞门砼并将钢筋等杂物取出 掌子面形成泥水压力 完善洞门密封系统 拼装负环管片开始盾构试掘进 完善后配套拖车走行系统及运输轨线 盾尾通过密封后开始同步注浆 盾构正常的循环掘进
图 7-5-3 盾构始发流程图 安装负环管片至刀盘通过洞门密封 盾构始发流程图
武汉长江隧道工程 盾构施工技术
一、工程概况 二、工程重难点分析 三、泥水盾构选型和性能 四、施工关键技术 五、浅覆土地面冒浆应对措施 六、科技创新
1、工程位臵
一、工程概况
武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江交通通道，位于武 汉长江一、二桥之间。起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，终点为武昌友谊 大道南侧规划中的沙湖路，线路平面见下图。
粘土地层泥浆采用小密度小流量，但由于泥水 分离效果差，泥浆密度上升快，一般都在1.2左右； 砂土地层泥浆采用大密度大流量，一般进浆控制 在1.1左右。 在砂层段粘度适当提高，利于工作面稳定和泥 水输送。
(7)盾构导向系统
调制解调器 打印机 地面监控计算机 管 片 激光全站仪 激光定位仪
ELS 靶
地基加固
出洞口 临时隔墙 反力墙
临时管片
管片搬入 始推台架
盾构始发和到达技术的关键在于洞口地基加固范围、 效果和洞圈止水密封的效果。 （1）始发地基加固 由于始发端处于渗透性很小的土层中，土体加固 采用三轴搅拌桩和双重管高压旋喷相结合的方式。土 体加固以搅拌桩为主，高压旋喷为辅，旋喷桩加固搅 拌桩与连续墙间的部分。见下图所示。
注浆管道 盾尾 盾尾刷（3排钢丝刷＋1排钢板束）
间隙40
管片
保护条
注浆管道
盾尾油脂管道
采用四道盾尾密封，即三排钢丝刷+一排钢板束。以 抵抗高水压力及可能的流砂泄露． 盾尾密封性能主要靠充满整个油脂桥腔的油脂建立压 力密封，油脂压力的设定值根据如下原则设臵:若底部注 浆管最大压力设定值为N,三道盾尾油脂腔的压力由盾尾向 刀盘方向依次为N+2、N+1、N。当地层压力过高时，盾尾 油脂腔的压力应综合考虑盾尾刷结构承受能力进行合理调 整。
泥水盾构的泥水系统由四大部分组成 ⑴造浆分系统 ⑵输送分系统 ⑶处理分系统（振动筛和旋流器） 振动筛作为首道初级分离比较合适，振动筛的作用始 对泥水作预处理，去除团状和块状等粗大颗粒。 旋流处理分系统的主要功能是将经过分离以后的中细 颗粒浆液再次进行细化处理，逐次降低浆液粒径 ⑷泥水监控分系统
利
江
大
阳
大
汉 口 江 堤
长 江
江 武 昌 江 堤大
武 和 大 铁 路平
大
友
电 教竖 楼井
谊 大
道
道
道
街
道
街 街
道
武汉长江隧道总平面图
3.盾构隧道线路平、纵、横断面设计概况 盾构段隧道线间距为16m～28m，隧道线路平面最小曲线半 径为800m。线路纵坡大致为U形，线路最大下坡坡度为4.35%， 最大上坡坡度为4.4%。隧道覆土厚度在6.8-43m之间。 盾构隧道为双洞分离式隧道，衬砌外径11000mm，内径 10000mm，采用通用（楔形量为55mm）钢筋混凝土管片。隧道 断面底部设逃生通道和电缆通道，中部为行车道，上部为专用 排烟道。 为改善隧道的防灾条件，在两条盾构隧道间设臵 2条联络 通道。
三层刀具复合设计:（应付软土地层与硬岩地层的交 替推进功能） 刮刀设计有两排碳化镶嵌物，形成两层截割层。 在掘进第一段沙和粘土中，第一排碳化物开挖土壤， 此排碳化物保护盘刀不磨损。在下部是岩石的隧道 段，岩石磨掉了刮刀上部的40 mm，直至盘刀可以正 常作业，此时刮刀只是刮削岩石。当盾构到达第二 段软土时，盘刀会很快磨损，第二排刮刀可以正常 开挖沙和粘土，直至掘进结束。
盾构由法国NFM公司设计，除核心设备采用进口件，部分 结构在国内制造。 （1）盾构机类型：膨润土-气垫式泥水平衡盾构； （2）开挖直径11.38米； （3）重量：主机与后配套的重量1100 t（主机900t，后 配套200t），其中刀盘组件重160t； （4）长度：整机56米，主机壳体长度11.71米； （5）最小转弯半径400m； （6）推力：最大推力121220 kN；（18组共36根油缸） （7）扭矩：最大扭矩13650 kNm @ 0.85转/分；最大转速 时的扭矩5050 kNm @ 2.3转/分；脱困扭矩17750 kNm； （8）速度：最大掘进速度40mm/min．
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（3）可靠的密封系统： ①主轴承密封
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主轴承由唇式密封来保护，配备了2排、每排5道唇式 密封。如果外部压力为6bar，HBW油脂压力应为6.5bar， 满足江底掘进高水压耐水压力。
②盾尾密封（防止泥浆、地下水等进入盾构体内）
（5）推进系统 ①最大推力121220 kN ②油缸数目36个、单个油缸推力3366 kN； ③油缸行程：2600 mm； ⑤油缸分组：为4组； ⑥最大推进速度40 mm/min；
（6）泥水系统 一是及时向开挖面密闭舱提供掘进施工需求 的泥浆，用优质膨润土配制的泥浆的比重、粘度 等技术指标必须满足在高透水砂层中形成泥膜和 稳定开挖面的要求； 二是及时把切削土砂形成的混合泥浆输送到 地面进行分离和处理（达到环保要求后排放）， 再将回收的泥浆调整利用。
2、高水压。 在最大水压0.6 Mpa下盾构推进的施工安全和工程防水是重 点。关键是保证主轴承密封、盾尾密封在高承压状态下的正常 工作、耐久性和管片的拼装防水质量。 3、长距离掘进。 盾构长距离掘进中密和密实粉细砂（石英含量高），并在 江中段掘进上软下硬地层，切削中等风化基岩，对刀具特别是 边刀的磨损很大。盾构正面刀盘刀具耐久性和可靠性是一次过 江成败的关键。 4、周边环境复杂，保护难度大。 进出洞段埋深浅，且下穿众多重要的建筑物，如电教楼、长 江防洪大堤、武大铁路、鲁兹故居等 5、施工难度大。 施工中存在以下技术难题：①高承压水砂层联络通道施工 风险大；②特殊地段（浅覆土、上软下硬复合地层、小半径曲 线段）盾构掘进质量控制难度大；③大体积、深手孔管片预制 裂纹防治难度大。
4.隧道穿越地层岩性分布 本盾构隧道先后穿越淤泥质粘土、粉细砂、中粗砂、卵石、 上软下硬复合地层等，具有地层多变、高承压水等特点。
盾构隧道工程地质纵断面图
二、工程重难点分析
武汉长江隧道工程是个高风险、高难度、规模大、技术复 杂的涉及多领域的系统工程,技术特点和难点主要体现在长约 2.5km，外径为11m的两条圆隧道的设计、施工和施工组织等方 面，可以用多变、长、大、深、难几个字来概况： 1、地质条件复杂多变。 盾构隧道穿越的地层,进出洞段以粉质粘土、粘土、淤泥 质粘土为主，江边及江中段以粉细砂及中粗砂为主，江中段局 部穿过上软下硬的复合地层，地质条件复杂且多变，且隧道穿 越的地层透水性强，最大水压达0.6Mpa。对盾构机性能（适应 性、可靠性、耐久性）要求高。
（4）采用先进的气 垫——泥水压力维持技 术 使开挖面前部砂土中 形成一层膨润土保护膜， 通过使用位于主开挖室 后的一个单独的气垫室 来精确地控制开挖室以 及盾构机前部膨润土保 护膜的压力。这种系统 能确保开挖面稳定。
气锁室 连通管
压缩空气 膨润土溶液
膨润土液区
地层
切削刀盘
进浆管
排浆管
黄盒子 显示屏 控制盒
盾构机
工业计算机
调制解调器
盾构主控室
推进油缸
四、盾构施工关键技术
盾构机主机组装、空载调试 安装反力架及支撑
1、盾构始发技术
始发端头地层加固及效果检查 部分洞门破除 竖井内安装珩架结构供后配套组装 后配套组装 安装始发基座 盾构机主机组装、空载调试 安装反力架及支撑 安装洞门密封装置
地层渗透性与盾构选型
-10
卵石层 粗砂砾层 中细砂砾层 粉细砾层
粗砂
-1 -10-1 -10-2 -10-3 -10-4 -10-5 -10-6 -10-7
泥水盾构
粉细砂
泥砂
本工程渗透系数
粘土
(m/s) 系渗 数透
-10-8
-10-9 -10-10 -10-11
土压平衡盾构
环境因素：建构筑物、场地环境、工程投资
第二层普通材质在滚刀作用时很快磨损 第二层滚刀部分
20mm 11mm
第一层切刀
第二层切刀
（2）刀盘驱动系统 ①型式变频电机驱动，驱动功率200Ⅹ8即1600 kW； ②双向转速0 ~2.3 转/分(连续可调)； ③最大扭矩13650 kNm @ 0.85转/分；脱困扭矩17750 kNm ④主轴承类型3 排滚柱 «2排轴向-1排径向»轴承 ⑤主轴承寿命10000小时； ⑥密封2 ×5 道密封，开挖室的最大工作压力6.0 bar
（1）刀盘和刀具设计 ◆支撑方式：中心支撑（八个辐条） ◆刀盘型式：复合刀盘（39把17“单刃滚刀，224把切刀） ◆开挖直径11380 mm，开口率30%（中心部位50%） ◆滚刀安装在从半径2.0 m至周缘处，间距108mm； ◆周边的保护刀32把；仿形刀1把；切刀磨损检测装臵4把； ◆刀盘分块数量3块； ◆刀盘和刀具做了耐磨工艺处理，满足长距离掘进要求．