超大直径土压平衡盾构在我国的工程应用与发展前景
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集料斗 螺旋机 车架皮带机 同步延伸 皮带机
行 车 抓 斗
集土坑
工作井
搅拌器
输送系统跟随掘进设备的同步延伸技术 皮带机垂直方向、水平方向弯曲技术
输送系统的高效储带技术
输送系统运送粘性物料时卸料
外滩通道工程成果
隧道质量控制：
隧道轴线控制：垂直偏差控制在±50mm以内，水平偏差控制在±100mm以内 管片椭圆度控制：设计要求小于55mm， 实际控制在±30mm以内的占所有管片总 数的94%。 管片高差控制：相邻管片设计高差小于6mm，实际达标率99.8% 管片碎裂和渗水：管片表面基本无碎裂渗水现象
盾构施工过程中的推进、拼装以及同步注浆的控制是一个相 互作用、相辅相成的系统控制体系，进行每一环节操作时都需要 全盘考虑其他环节的操作，方可形成良性循环，保证施工质量和 工程进度。
外滩通道工程施工关键技术
环境保护技术：
环境保护的基本流程：
反 馈
理论计算 经验预测 数值模拟
预 测
调整
施工方案 应急措施
14 6-
15 6-
盾构穿越浦江饭店基础模拟
盾构穿越工商银行基础模拟
盾构穿越地铁2号线模拟
盾构穿越地铁地下通道模拟
外滩通道工程施工关键技术
FCEC全回转钻孔套管灌注桩
地表
3m
穿越地铁2号线期间隧道内压重
建 筑 物 推进影响 趋势线
2m
加 固 体
2m
隧道
历史保护建筑群加固预案
外滩通道工程施工关键技术
连续出土技术：
连续出土形式：水平连续出土结合垂直出土
土仓内设置8个土压力传感器，以上部2个（1 # 、8#）作为控制标准； 刀盘和土仓处设置8个土体改良注入口，加注泡沫或膨润土来改良土体； 土仓内设置搅拌机，改善中心区域的土体的流塑性。
近距离穿越保护针对性设计：
配备平衡土压力控制、采集、监控系统，通过分析整合确定满足正面平衡压力所需 的施工数据；
上海市南站过江电缆隧道 4.35m 上海市轨道交通1号线 南京夹江隧道 上海市轨道交通2号线 上海延安东路南线隧道 广州地铁1号线 上海黄浦江观光隧道 广州地铁2号线 上海翔殷路隧道 上海市轨道交通8号线 武汉长江隧道 南京长江隧道 上海上中路隧道 上海长江隧道 11.38 15 14.87 15.44 7.65 6.14 11.58 6.34 6.34 6.34 11.22
国产 国内首次采用大刀盘设计 法国 一次性引进7台 国产 法国 7台1号线用过机械，2台引进 日本
泥水平衡、土压平衡 日本 泥水平衡2台、土压平衡1台 土压平衡 土压平衡 泥水平衡 土压平衡 泥水平衡 泥水平衡 泥水平衡 泥水平衡 日本 双圆盾构掘进机 法国 建成通车 德国 在建 法国 引进二手盾构，当时世界最大 德国 在建 法国 引进二手机，铰接式盾构 国产 2台
国外超大直径土压平衡盾构隧道工程
日本的成功案例
日本大阪市平野川蓄水池工程 Φ11.52土压平衡盾构机
日本东京市高速公路工程 Φ12.02土压平衡盾构机
国外超大直径土压平衡盾构隧道工程
欧洲的成功案例
海瑞克 Φ 15.20 土压平衡盾构
三菱 Φ 14.93
土压平衡盾构
海瑞克Φ 12.06 土压平衡盾构 巴塞罗那地铁9号线
5
地表变形 /mm
0
C13断面纵向沉降
-5
切口到达 盾尾脱出
-10 4-7 4-12 4-17 4-22 4-27 5-2 5-7 5-12 5-17 5-22 5-27 6-1 6-6 6-11 6-16 6-21 6-26 7-1 时间
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
出洞段建筑物保护：浦江饭店沉降小于10mm，不均匀沉降小于5mm
-3.2 3.7 5.3
-4.8
-6.6 -6.6 -6.5 -6.2 -2.1
外白渡桥：盾构穿越后，外白渡桥隆起约5mm
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
下穿地下通道
J6
变形/mm
J5
12 10 8 6 4
J4 J3
2 0 -2 6-17 368 369 370切口到达
6-18 371 372
超大直径土压平衡盾构在我国的 工程应用与发展前景
主要内容 ► 国外超大直径土压平衡盾构工程实例 ► 我国部分盾构隧道工程一览 ► 上海外滩通道工程概况 ► 外滩通道工程超大直径土压平衡盾构针对性设计
► 外滩通道工程关键施工技术 ► 超大直径土压平衡盾构技术特点
► 超大直径土压平衡盾构工程在我国的应用前景
拼装前结合盾构测量系统的检测结果修正管片的定位；
管片拼装机多维度控制，实现管片与上一环管片的精确对接，保证螺栓固定到位； 管片防水。
外滩通道工程施工关键技术
同步注浆技术：
6点注浆法，保证盾尾间隙及时合理的填充； 注浆浆液采用新型的抗剪切惰性砂浆，抗剪强度高，泌水率低，无初凝时间，具有 压力触变性，利于泵送； 注浆控制方式：压力与量的“双控”，以压力控制为主 盾构周围的平衡是应力场与位移场的平衡。新型浆液在压力的作用下具有较好的流 动性，保证压力的传递与间隙的填充。压力的设定略大于周围地层的原始应力，保证盾 尾后方一段区域内的应力平衡，减小对地层的应力扰动，控制盾尾后方地层以及地表变 形，实现在较低的注浆率的情况下（110%~130%），减小对周围环境的影响。 结合地表变形、周围构建筑物的变形以及已成环的错抬情况调正各注浆区域内注浆 压力和注浆量的分配比例，确保管片的受力均匀。
土仓Biblioteka Baidu力
土体改良 注入孔 按照土仓上部土压力控制，离地面距离最近，有利于控制地面变形；
土仓中部压力略高于地层压力，对地层产生微量挤压，使地表产生微量隆起（小于 5mm），抵消部分后期沉降； K0=0.75~0.80 土体改良 推进的同时启动土仓内的搅拌机，与刀盘同轴反向转动 向刀盘外以及土仓内部 注入泡沫，提高开挖土的流动性与止水性，减小土仓内的压 力波动，防止出现结泥饼的现象，同时减小刀具磨损
水平偏差 100
管片椭圆度汇总
100
垂直偏差
水平偏差 /mm
100.00% 80.00% 60.00%
0
100.00% 80.00%
-50 0
垂直偏差 /mm
50
6%
99.78% 碎裂 完好
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 环号 500
50
99.34%
>±30mm,<±55mm <±30mm
盾构机可靠性设计：
辐条式刀盘，最大扭矩 63436kN•m ；
刀盘中间支撑方式，刀盘主轴承寿命为10000h；
盾构总推力160000kN（4000kN×40），速度5.4cm/min； 螺旋输送机直径Ф1.5m，具备防喷涌的功能； 配备人行闸
外滩通道工程施工关键技术
开挖面稳定控制技术：
变形 /mm
6 4 2 0 -2 盾尾完全脱 出下行线
匀速穿越地铁2号线，推进速度25mm/min；
浆液质量每环检测，保证各项参数达到指标；
迅速展开内部结构的同步施工并在口子件内部进行堆载，减小盾构开挖引起地层的卸载， 控制后期变形。
6 6-
7 6-
8 6-
9 6-
10 6-
11 6-
12 6-
13 6-
制 定
理论计算 经验预测 数值模拟
论 证
施工
实 施
出洞段建筑物保护技术：FCEC全回转钻孔灌注桩隔离
外白渡桥：移桥重建 地下人行通道：板桩基础清除与回填加固 浅覆土推进段建筑物保护：控制盾构推进过程、注浆隔断加固法
穿越运营中地铁2号线：匀速快速穿越、隧道内压重措施
外滩通道工程施工关键技术
福州路接收井 南京东路地下通道
天潼路始发井
上海外滩通道工程盾构施工将采用直径14.27m的超大型土压平衡盾构进行隧道掘进 施工，盾构从天潼路始发井开始出洞，至福州路接收井进洞，全长约为1098m，共549环 。隧道衬砌结构外径13950mm，内径12750mm，厚600mm。盾构沿途将穿越浦江饭店、 上海大厦、外白渡桥及苏州河北防汛墙、外滩万国建筑群、北京东路、南京东路地道、 上穿地铁二号线等建构筑物。 外滩通道被誉为解决上海市中心交通问题的“心脏搭桥手术”式的工程，建成后将 有效缓解外滩地区的交通拥堵，改善外滩环境，提升城市功能，并服务上海世博会交通 。
西班牙马德里M30市内环线公路隧道
我国部分盾构隧道工程一览
年代 1987 1990 1994 1996 1996 1996 1998 2000 2003 2003 2004 2005 2005 2005 工程名称 盾构机直径 盾构机类型 加泥式土压平衡 土压平衡 土压平衡 土压平衡 泥水加压平衡 产地 备注
我国盾构施工技术发展概况
我国盾构隧道工程发展特点：
中小型隧道、地铁隧道以土压平衡盾构居多
大直径隧道、过江通道以泥水平衡盾构居多
向大直径隧道发展 盾构及国产化 施工技术先进化
上海外滩通道工程是大直径土压平衡盾构在我国的首次工程应用
上海外滩通道工程概况
万国建筑群 外白渡桥 上海大厦
浦江饭店
6点同步注浆，浆液质量控制。
外滩通道工程盾构针对性设计
轴线控制设计：
盾构推进千斤顶数量众多，将众多千斤顶进行分区控制，同时确保能形成不同角度 的偏转力偶，实现盾构机的推进轴线控制。
配备高精度的自动导向系统，盾构施工时，高精度的自动导向系统能为盾构司机提 供有关盾构空间位置及方位的连续更新的信息，每分钟可以完成数次全自动测量。
6-19 373 374
6-20 376
6-21 时间
6-22
J2 J1
375盾尾脱出
穿越过程中，通道的变形主要发生在中部（隧道上方），隆起约11mm，通道两侧未 出现明显变形，盾构通过后，隆起的位置逐渐回落，整个通道最终的差异变形仅1mm。
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
上穿地铁2号线
12 10 8 切口距离下 行线约10m 盾尾脱出20环后 变形逐渐稳定 切口到达 下行线
上海外滩通道工程概况
外滩通道工程技术难点： 搅拌桩
板桩 8m
历史建筑保护（出洞段浦江饭店、上海大厦，苏州河南岸17栋建筑物） 近距离穿越运营中地铁2号线（边界距离仅1.4m）
下穿外白渡桥桩基础（最小距离仅1m）
近距离下穿地下人行通道
通道
1m
13.8m
浅覆土进出洞以及长距离浅覆土推进（最小覆土仅0.6D）
螺旋机出土
通过PLC控制系统，用无级变速的方式控制出土速度，实现土仓压力的精确控制 （波动小于5kPa）。
外滩通道工程施工关键技术
盾构推进控制技术：
推进速度
“匀速推进”推进原则，防止速度过快对土体形成额外的扰动。20~30mm/min 每环推进开始前检查千斤顶是否靠足，开始推进和结束推进之前速度不宜过快。每 环掘进开始时，应逐步提高掘进速度，防止启动速度过大。 盾构机设置自动导向系统，实时测量，实时计算盾构轴线与设计轴线的偏差 严格控制各组千斤顶的行程和油压，合理纠偏，勤纠少纠
地面变形控制：
地面横向沉降：主要沉降范围轴线两侧1倍直径以内，沉降小于20mm
10 5 隧道边线 隧道轴线
地表变形/mm
0 -5 -10 -15 -20 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 沉降槽宽度 /m 30 35 深埋段 浅埋段
地面纵向沉降：盾构通过时变化小于5mm，后期沉降占总沉降的70%
压密注浆
1.5m 超大开挖断面的稳定性控制（刀盘直径14.27m，上下土压力差近 250kPa；同
时切削2种以上不同性质的土层）
连续快速出土
新建隧道
4.5%、2m
13.8 6m
外滩通道工程盾构针对性设计
大开挖面稳定性控制：
螺旋机无级调速，精确计量出土，确保动态压力平衡效果，土压力波动小于5kPa；
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 环号
-50
94%60.00%
40.00% -100
550
渗水 正常
550
40.00% -100 20.00% 0.00% 0.22%
20.00% 0.00%
0.66%
管片碎裂情况百分比
管片渗水点情况百分比
外滩通道工程成果
外滩通道工程施工关键技术
管片拼装技术：
通用楔形管片错缝拼装，管片楔形量78mm，管片拼装的考虑因素： 通过管片拼装实现管片的纠偏；
抵消盾构推进纠偏时各组千斤顶的行程差；
保证管片与盾构之间的间隙，保证下一环推进盾构纠偏所需的空间； 通过楔形量的选择实现隧道轴线曲线变化，使之与设计值相吻合； 综合考虑上述因素，决定每环管片封顶块的位置。
行 车 抓 斗
集土坑
工作井
搅拌器
输送系统跟随掘进设备的同步延伸技术 皮带机垂直方向、水平方向弯曲技术
输送系统的高效储带技术
输送系统运送粘性物料时卸料
外滩通道工程成果
隧道质量控制：
隧道轴线控制：垂直偏差控制在±50mm以内，水平偏差控制在±100mm以内 管片椭圆度控制：设计要求小于55mm， 实际控制在±30mm以内的占所有管片总 数的94%。 管片高差控制：相邻管片设计高差小于6mm，实际达标率99.8% 管片碎裂和渗水：管片表面基本无碎裂渗水现象
盾构施工过程中的推进、拼装以及同步注浆的控制是一个相 互作用、相辅相成的系统控制体系，进行每一环节操作时都需要 全盘考虑其他环节的操作，方可形成良性循环，保证施工质量和 工程进度。
外滩通道工程施工关键技术
环境保护技术：
环境保护的基本流程：
反 馈
理论计算 经验预测 数值模拟
预 测
调整
施工方案 应急措施
14 6-
15 6-
盾构穿越浦江饭店基础模拟
盾构穿越工商银行基础模拟
盾构穿越地铁2号线模拟
盾构穿越地铁地下通道模拟
外滩通道工程施工关键技术
FCEC全回转钻孔套管灌注桩
地表
3m
穿越地铁2号线期间隧道内压重
建 筑 物 推进影响 趋势线
2m
加 固 体
2m
隧道
历史保护建筑群加固预案
外滩通道工程施工关键技术
连续出土技术：
连续出土形式：水平连续出土结合垂直出土
土仓内设置8个土压力传感器，以上部2个（1 # 、8#）作为控制标准； 刀盘和土仓处设置8个土体改良注入口，加注泡沫或膨润土来改良土体； 土仓内设置搅拌机，改善中心区域的土体的流塑性。
近距离穿越保护针对性设计：
配备平衡土压力控制、采集、监控系统，通过分析整合确定满足正面平衡压力所需 的施工数据；
上海市南站过江电缆隧道 4.35m 上海市轨道交通1号线 南京夹江隧道 上海市轨道交通2号线 上海延安东路南线隧道 广州地铁1号线 上海黄浦江观光隧道 广州地铁2号线 上海翔殷路隧道 上海市轨道交通8号线 武汉长江隧道 南京长江隧道 上海上中路隧道 上海长江隧道 11.38 15 14.87 15.44 7.65 6.14 11.58 6.34 6.34 6.34 11.22
国产 国内首次采用大刀盘设计 法国 一次性引进7台 国产 法国 7台1号线用过机械，2台引进 日本
泥水平衡、土压平衡 日本 泥水平衡2台、土压平衡1台 土压平衡 土压平衡 泥水平衡 土压平衡 泥水平衡 泥水平衡 泥水平衡 泥水平衡 日本 双圆盾构掘进机 法国 建成通车 德国 在建 法国 引进二手盾构，当时世界最大 德国 在建 法国 引进二手机，铰接式盾构 国产 2台
国外超大直径土压平衡盾构隧道工程
日本的成功案例
日本大阪市平野川蓄水池工程 Φ11.52土压平衡盾构机
日本东京市高速公路工程 Φ12.02土压平衡盾构机
国外超大直径土压平衡盾构隧道工程
欧洲的成功案例
海瑞克 Φ 15.20 土压平衡盾构
三菱 Φ 14.93
土压平衡盾构
海瑞克Φ 12.06 土压平衡盾构 巴塞罗那地铁9号线
5
地表变形 /mm
0
C13断面纵向沉降
-5
切口到达 盾尾脱出
-10 4-7 4-12 4-17 4-22 4-27 5-2 5-7 5-12 5-17 5-22 5-27 6-1 6-6 6-11 6-16 6-21 6-26 7-1 时间
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
出洞段建筑物保护：浦江饭店沉降小于10mm，不均匀沉降小于5mm
-3.2 3.7 5.3
-4.8
-6.6 -6.6 -6.5 -6.2 -2.1
外白渡桥：盾构穿越后，外白渡桥隆起约5mm
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
下穿地下通道
J6
变形/mm
J5
12 10 8 6 4
J4 J3
2 0 -2 6-17 368 369 370切口到达
6-18 371 372
超大直径土压平衡盾构在我国的 工程应用与发展前景
主要内容 ► 国外超大直径土压平衡盾构工程实例 ► 我国部分盾构隧道工程一览 ► 上海外滩通道工程概况 ► 外滩通道工程超大直径土压平衡盾构针对性设计
► 外滩通道工程关键施工技术 ► 超大直径土压平衡盾构技术特点
► 超大直径土压平衡盾构工程在我国的应用前景
拼装前结合盾构测量系统的检测结果修正管片的定位；
管片拼装机多维度控制，实现管片与上一环管片的精确对接，保证螺栓固定到位； 管片防水。
外滩通道工程施工关键技术
同步注浆技术：
6点注浆法，保证盾尾间隙及时合理的填充； 注浆浆液采用新型的抗剪切惰性砂浆，抗剪强度高，泌水率低，无初凝时间，具有 压力触变性，利于泵送； 注浆控制方式：压力与量的“双控”，以压力控制为主 盾构周围的平衡是应力场与位移场的平衡。新型浆液在压力的作用下具有较好的流 动性，保证压力的传递与间隙的填充。压力的设定略大于周围地层的原始应力，保证盾 尾后方一段区域内的应力平衡，减小对地层的应力扰动，控制盾尾后方地层以及地表变 形，实现在较低的注浆率的情况下（110%~130%），减小对周围环境的影响。 结合地表变形、周围构建筑物的变形以及已成环的错抬情况调正各注浆区域内注浆 压力和注浆量的分配比例，确保管片的受力均匀。
土仓Biblioteka Baidu力
土体改良 注入孔 按照土仓上部土压力控制，离地面距离最近，有利于控制地面变形；
土仓中部压力略高于地层压力，对地层产生微量挤压，使地表产生微量隆起（小于 5mm），抵消部分后期沉降； K0=0.75~0.80 土体改良 推进的同时启动土仓内的搅拌机，与刀盘同轴反向转动 向刀盘外以及土仓内部 注入泡沫，提高开挖土的流动性与止水性，减小土仓内的压 力波动，防止出现结泥饼的现象，同时减小刀具磨损
水平偏差 100
管片椭圆度汇总
100
垂直偏差
水平偏差 /mm
100.00% 80.00% 60.00%
0
100.00% 80.00%
-50 0
垂直偏差 /mm
50
6%
99.78% 碎裂 完好
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 环号 500
50
99.34%
>±30mm,<±55mm <±30mm
盾构机可靠性设计：
辐条式刀盘，最大扭矩 63436kN•m ；
刀盘中间支撑方式，刀盘主轴承寿命为10000h；
盾构总推力160000kN（4000kN×40），速度5.4cm/min； 螺旋输送机直径Ф1.5m，具备防喷涌的功能； 配备人行闸
外滩通道工程施工关键技术
开挖面稳定控制技术：
变形 /mm
6 4 2 0 -2 盾尾完全脱 出下行线
匀速穿越地铁2号线，推进速度25mm/min；
浆液质量每环检测，保证各项参数达到指标；
迅速展开内部结构的同步施工并在口子件内部进行堆载，减小盾构开挖引起地层的卸载， 控制后期变形。
6 6-
7 6-
8 6-
9 6-
10 6-
11 6-
12 6-
13 6-
制 定
理论计算 经验预测 数值模拟
论 证
施工
实 施
出洞段建筑物保护技术：FCEC全回转钻孔灌注桩隔离
外白渡桥：移桥重建 地下人行通道：板桩基础清除与回填加固 浅覆土推进段建筑物保护：控制盾构推进过程、注浆隔断加固法
穿越运营中地铁2号线：匀速快速穿越、隧道内压重措施
外滩通道工程施工关键技术
福州路接收井 南京东路地下通道
天潼路始发井
上海外滩通道工程盾构施工将采用直径14.27m的超大型土压平衡盾构进行隧道掘进 施工，盾构从天潼路始发井开始出洞，至福州路接收井进洞，全长约为1098m，共549环 。隧道衬砌结构外径13950mm，内径12750mm，厚600mm。盾构沿途将穿越浦江饭店、 上海大厦、外白渡桥及苏州河北防汛墙、外滩万国建筑群、北京东路、南京东路地道、 上穿地铁二号线等建构筑物。 外滩通道被誉为解决上海市中心交通问题的“心脏搭桥手术”式的工程，建成后将 有效缓解外滩地区的交通拥堵，改善外滩环境，提升城市功能，并服务上海世博会交通 。
西班牙马德里M30市内环线公路隧道
我国部分盾构隧道工程一览
年代 1987 1990 1994 1996 1996 1996 1998 2000 2003 2003 2004 2005 2005 2005 工程名称 盾构机直径 盾构机类型 加泥式土压平衡 土压平衡 土压平衡 土压平衡 泥水加压平衡 产地 备注
我国盾构施工技术发展概况
我国盾构隧道工程发展特点：
中小型隧道、地铁隧道以土压平衡盾构居多
大直径隧道、过江通道以泥水平衡盾构居多
向大直径隧道发展 盾构及国产化 施工技术先进化
上海外滩通道工程是大直径土压平衡盾构在我国的首次工程应用
上海外滩通道工程概况
万国建筑群 外白渡桥 上海大厦
浦江饭店
6点同步注浆，浆液质量控制。
外滩通道工程盾构针对性设计
轴线控制设计：
盾构推进千斤顶数量众多，将众多千斤顶进行分区控制，同时确保能形成不同角度 的偏转力偶，实现盾构机的推进轴线控制。
配备高精度的自动导向系统，盾构施工时，高精度的自动导向系统能为盾构司机提 供有关盾构空间位置及方位的连续更新的信息，每分钟可以完成数次全自动测量。
6-19 373 374
6-20 376
6-21 时间
6-22
J2 J1
375盾尾脱出
穿越过程中，通道的变形主要发生在中部（隧道上方），隆起约11mm，通道两侧未 出现明显变形，盾构通过后，隆起的位置逐渐回落，整个通道最终的差异变形仅1mm。
外滩通道工程成果
构建筑物保护：
上穿地铁2号线
12 10 8 切口距离下 行线约10m 盾尾脱出20环后 变形逐渐稳定 切口到达 下行线
上海外滩通道工程概况
外滩通道工程技术难点： 搅拌桩
板桩 8m
历史建筑保护（出洞段浦江饭店、上海大厦，苏州河南岸17栋建筑物） 近距离穿越运营中地铁2号线（边界距离仅1.4m）
下穿外白渡桥桩基础（最小距离仅1m）
近距离下穿地下人行通道
通道
1m
13.8m
浅覆土进出洞以及长距离浅覆土推进（最小覆土仅0.6D）
螺旋机出土
通过PLC控制系统，用无级变速的方式控制出土速度，实现土仓压力的精确控制 （波动小于5kPa）。
外滩通道工程施工关键技术
盾构推进控制技术：
推进速度
“匀速推进”推进原则，防止速度过快对土体形成额外的扰动。20~30mm/min 每环推进开始前检查千斤顶是否靠足，开始推进和结束推进之前速度不宜过快。每 环掘进开始时，应逐步提高掘进速度，防止启动速度过大。 盾构机设置自动导向系统，实时测量，实时计算盾构轴线与设计轴线的偏差 严格控制各组千斤顶的行程和油压，合理纠偏，勤纠少纠
地面变形控制：
地面横向沉降：主要沉降范围轴线两侧1倍直径以内，沉降小于20mm
10 5 隧道边线 隧道轴线
地表变形/mm
0 -5 -10 -15 -20 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 沉降槽宽度 /m 30 35 深埋段 浅埋段
地面纵向沉降：盾构通过时变化小于5mm，后期沉降占总沉降的70%
压密注浆
1.5m 超大开挖断面的稳定性控制（刀盘直径14.27m，上下土压力差近 250kPa；同
时切削2种以上不同性质的土层）
连续快速出土
新建隧道
4.5%、2m
13.8 6m
外滩通道工程盾构针对性设计
大开挖面稳定性控制：
螺旋机无级调速，精确计量出土，确保动态压力平衡效果，土压力波动小于5kPa；
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 环号
-50
94%60.00%
40.00% -100
550
渗水 正常
550
40.00% -100 20.00% 0.00% 0.22%
20.00% 0.00%
0.66%
管片碎裂情况百分比
管片渗水点情况百分比
外滩通道工程成果
外滩通道工程施工关键技术
管片拼装技术：
通用楔形管片错缝拼装，管片楔形量78mm，管片拼装的考虑因素： 通过管片拼装实现管片的纠偏；
抵消盾构推进纠偏时各组千斤顶的行程差；
保证管片与盾构之间的间隙，保证下一环推进盾构纠偏所需的空间； 通过楔形量的选择实现隧道轴线曲线变化，使之与设计值相吻合； 综合考虑上述因素，决定每环管片封顶块的位置。