盾构发展历史

3.7我国盾构法隧道的发展历史

3.7.1 20世纪80年代前盾构技术的应用

1953年，东北阜新煤矿用直径2.6m的手掘式盾构及小混凝土预制块修建疏水巷道，这是我国首条用盾构法施工的隧道。1957年，北京市下水道工程采用直径2.0m和2.6m的盾构进行施工。

1962年，上海城建局隧道工程公司结合上海软土地层对盾构进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.16m的手掘式普通敞胸盾构，在两种有代表性的地层进行掘进试验，用降水或气压来稳定粉砂层及软黏土地层。在经过反复论证和地面试验之后，选用由螺栓连接的单层钢筋混凝土管片作为隧道衬砌，环氧煤焦油作为接缝防水材料。隧道掘进长度68m，试验获得了成功，并采集了大量的盾构法隧道数据资料。

1965年3月，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压式盾构，于1966年完成了2条平行的隧道，隧道长660m，地面最大沉降达l0cm。

1966年5月，中国第一条水底公路隧道—上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的直径10.22m网格挤压盾构施工，辅以气压稳定开挖面，在水深为16m的黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。打浦路隧道于1970年底建成通车。此次所用的网格盾构有所改进，敞开式施工可转换为闭胸式施工。

1973年，采用1台直径3.6m的水力机械化出土网格盾构和2台直径4.3m的网格挤压盾构，在上海金山石化总厂修建了1条污水排放隧道和2条引水隧道，共掘进了3926m海底隧道，首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。

3.7.2 20世纪80年代盾构法技术的进步与发展

1980年，上海市进行了地铁1号线试验段施工，研制了1台直径6.412m网格挤压盾构，采用泥水加压和局部气压施工，在淤泥质黏土地层中掘进隧道1130m，1982年，上海外滩的延安东路北线越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格挤压水力出土盾构施工。

1985年，上海芙蓉江路排水隧道工程引进一台日本川崎重工制造的直径4.33m小刀盘土压盾构，掘进1500m，该盾构具有机械化切削和螺旋机出土功能，施工效率高，对地面影响小等特点。

1986年，中铁隧道集团公司研制出半断面插刀盾构，并成功用于修建北京地铁复兴门折返线。

1987年上海隧道股份研制成功了我国第一台4.35m加泥式土压平衡盾构，用于市南站过江电缆隧道工程，穿越黄浦江底粉砂层、掘进长度583m，技术成果达到20世纪80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。

3.7.3 20世纪90年代以来盾构法技术的发展

1990年，上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台由法国FCB公司、上

海隧道股份、上海隧道工程设计院、上海船厂联合制造的6.34m土压平衡盾构。每台盾构月掘进200m以上，地表沉降控制达-3～+lcm。

1996年，上海地铁2号线再次使用这7台土压盾构，并又从法国FMT公司引进2台土压平衡盾构，掘进24km区间隧道，上海地铁2号线的10号盾构为上海隧道股份自行设计制造。

20世纪90年代，上海隧道工程股份有限公司自行设计制造了6台Ф3.8～6.34m土压平衡盾构，用于地铁隧道、取排水隧道、电缆隧道等，掘进总长度约l0km。

在20世纪90年代中，直径1.5～3.0m的顶管工程也采用了小刀盘和大刀盘土压平衡顶管机，在上海地区使用了10余台，掘进管道约20km。1998年，上海黄浦江观光隧道工程购买国外二手Ф7.65m铰接式土压平衡盾构，经修复后性能良好，顺利掘进隧道644m。

1996年，上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的Ф11.22m泥水盾构施工。

1996年，广州地铁1号线8.8km区间隧道由日本青木公司建设施工，采用2台Ф6.14m 泥水盾构和1台Ф6.14m土压平衡盾构。

1999年5月，上海隧道股份研制成功国内第1台3.8m×3.8m矩形组合刀盘式土压平衡顶管机，在浦东陆家嘴地铁车站掘进120m，建成2条过街人行地道。

2000年2月，广州地铁2号线海珠广场至江南新村区间隧道采用上海隧道股份改制的2台Ф6.14m复合式土压平衡盾构，在珠江底风化岩地层中掘进。

2001年以来，广州地铁2号线、南京地铁1号线、深圳地铁1号线、北京地铁5号线、天津地铁1号线、先后从德国、日本引进14台Ф6.14～6.39m的土压盾构和复合式土压盾构，掘进地铁隧道50km。

2003年，上海地铁8号线首次采用双圆盾构隧道新技术，从日本引进2台Ф6520×W11120双圆型土压平衡盾构，掘进黄兴路站——开鲁路站2.6km区间隧道。

2004年，上海上中路越江隧道工程引进大直径的Ф14.87m泥压盾构，在黄浦江掘进施工2条隧道，隧道结构为双层4车道。

盾构法隧道已经成为我国城市地铁隧道的主要施工方法。以广州地铁为例：1号线采用了2台泥水盾构、1台土压平衡盾构施工；2号线采用了6台土压平衡盾构施工；3号线采用了13台土压平衡盾构、2台泥水盾构施工；4号线采用了10台土压平衡盾构施工；5号线采用了24台土压平衡盾构、2台泥水盾构施工；6号线采用了14台土压平衡盾构、1台泥水盾构施工；2，8号线延长线采用了8台土压平衡盾构、2台泥水盾构施工；3号线北延段采用了12台土压平衡盾构、2台泥水盾构施工；观光线采用了6台土压平衡盾构施工；广佛线采用了12台土压平衡盾构、2台泥水盾构施工。

2005年以来，成都地铁1号线、西安地铁2号线、沈阳地铁1号线、杭州地铁1号线等相继开工建设，并采用盾构法施工。武汉地铁、重庆地铁、苏州地铁等也即将开工建设。

于2006年建成的上海翔殷路隧道采用了Ф11.58m泥水盾构施工。

于2004年开工，2006年盾构下井，于2008年4月贯通的武汉长江公路隧道采用了2台Ф11.38m泥水盾构施工。

上海长江口越江隧道工程(也称上海沪崇隧道工程)采用南隧北桥的施工方案，其中于2004年开工的南段隧道于2006年采用Ф15.44m的大直径泥水盾构施工。

2007年，广深港客运专线狮子洋隧道采用4台Ф11.18m泥水盾构施工。

2008年，北京铁路地下直径线采用Ф11.97m泥水盾构施工。