大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究.docVIP

大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究 第29卷第4期 V01.29No.4 建筑施工BUILDINGC0NSTRUCT10N 编者按地下掘进之盾构绝大多数为圆形,鲜见矩形断面,据悉,矩形盾构在世界上也仅有极少数国家拥有.2006年,由上 海市机械施工公司投资研制,具有自主知识产权的大断面矩形隧道掘进机成功投入使用,不仅为国人扬威,更为我国地下空间 开发提供了新的技术手段和装备.经专家鉴定:该项成果总体上已达国际先进水平.为此,本刊特作独家报道,以飨读者. 大断面矩形地下通道掘进施工 设备与技术的研究 StudyonTunnelingConstructionEquipmentand TechnologyforLargeSectionandRectangular UndergroundPassageway 口孙继辉 (I-海市机械施工有限公司200072) 【摘要】根据国内外矩形隧道施工的发展需求,结合该技术的市场前景,叙述了大断面矩形地下通道掘进施工设备研制的 重要性.介绍了目前国内最大的矩形隧道掘进机的设计,制造,主要技术性能及隧道掘进施工关键技术,并成功应用于工程实 践.该研究成果获得多项创新专利,经专家组验收:总体上达到国际先进水平. 【关键词】矩形地下通道掘进设备设计制造施工技术 【中图分类号】U455,43/文献标识码B【文章编号】1004—1001(2007)04—0225—05 1国内外发展现状与研究目的 1.1国内外发展现状 目前的隧道和地下人行通道,通常的设计截面为圆形, 主要是因为圆形结构受力均匀,但圆形结构断面利用率低; 而矩形结构由于能充分利用结构断面,合理的形状分布,减 少了土地征用量和地下掘进面积,有利于降低工程总体造 价.因此,对矩形隧道掘进机的设计,制造和施工技术进行研 究和开发,具有深远的战略意义. 世界上最早的矩形隧道是1826年开始建造的英国伦敦 穿越泰晤士河底的公路隧道,隧道断面为l1.4mx6.8m的 矩形.由于采用人工挖掘方法和施工中出现涌水淹没事故, 使长458m的矩形隧道掘进了18年才完工.从1965年到 1968年,日本名古屋和东京都都采用4.29mx3.09m手掘 式矩形盾构掘进两条长534m和298m的共同沟.1981年, 日本名古屋中部电力公司采用宽5.23m,高4.38m的手掘 式矩形盾构掘进一条长374m的电力隧道.此后,日本的各 【作者简介】孙继辉(1949一),男,大专,高级工程师,公司副总机 械师.联系地址:上海市老沪太路200号(200072),电话:(021)313. 【收稿日期】2007—04—05 大建设公司和盾构机制造商开始进行各类机械式矩形盾构 的研制和试验. 从矩形隧道掘进机国外应用情况看,目前掌握该项施工 装备和技术的,主要是日本.日本从上世纪9O年代后期对此 项研究很活跃,而且发展很快,而其他国家在该技术领域的 进展情况,则鲜有所闻. 目前国内所使用的矩形顶管机由于设备和施工技术原 因,对周边环境和地下管线影响比较大,因此尚未大规模推 广使用.随着城市地下空间的开发,所需的不同断面矩形隧 道和人行通道不断增加,研制新一代矩形隧道掘进设备和施 工技术已迫在眉睫. 1I2研究矩形地下通道施工设备与技术的目的 (1)在城市施工地下通道遇到最大的困难是交通和 管线问题.首先,地下通道的施工不能阻断地面交通运行, 所以一般采用翻交分段施工,而采用翻交施工无论如何都不 能保证施工期间地面交通的根本畅通.其次,由于新建的地 下通道一般设计埋设于现有市政管线的下方,所以地下通道 施工对管线存在影响.上述条件使得地下通道施工前,必须 将通道上方的市政管线进行搬迁.而市政管线的搬迁一般会 涉及到多个权属单位,协调工作复杂,往往受到一些客观因 第4期孙继辉:大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究 素的牵制,有些特殊管线搬迁费用昂贵,有时甚至会超过地 下通道本身的土建造价. (2)采用矩形地下通道掘进施工,不需要搬迁大量地下 管线,不破坏地面道路结构,也不会影响现有地面交通的正 常运行,一切施工都在道路面以下进行. (3)从表面上看,矩形通道项管法施工的单位长度造价 要高于翻交明挖法,但是,如果考虑地下管线搬迁费用,道路 翻交费用,特别是将特殊管线(如信息管,通信管,电力管等) 搬迂费用,以及道路通行受阻,施工噪声等社会成本一并考 虑,矩形通道顶管法施工具有不可替代的性价优势. 2TH625PMX一1矩形隧道掘进机的研制 2006年,由我公司投资研制,具有自主知识产权的大断 面(6270mmX4390mm)矩形隧道掘进机成功投入实地使 用,翻开了我国地下空间施工的新篇章. 2,1矩形隧道掘进机的适用范围 (1)本矩形土压平衡式顶管掘进机,