直径2160mm微型盾构长距离施工掘进

     

     

     

     

     

     

     

日本的输排水隧道多建造在城市密集区，面临诸多环境复杂问题，日本是如何应对的？本期小编为大家介绍输排水隧道盾构技术案例之日本东京都立川市锦干线追加1号建设工程。该工程是 采用微型盾构（直径2160mm）长距离施工排水隧道 的案例。让我们一起去看看吧~~~

     

     

     

     

     

     

工程概况        

立川市锦干线追加1号建设工程是在立川市锦町污水处理厂内建设明挖污水传输设施，并采用土压盾构法，建设到达北多摩第二水再生中心的污水传输管道（即锦干线）。        

盾构挖掘断面中的地层范围从含有卵石的砾石层到硬质砂层和固结黏土层等多种多样的地层。                  

       

工期	2018年10月10日~2021年10月29日
发包人	日本下水道事业团
承包人	飞岛·大丰·中村特定建设联营体
工程概要	?施工长度L=3382m ?盾构机外径2160mm（土压式） ?一次衬砌 钢管片、外径2000mm、厚度75mm 宽900mm、3326环（R=80m以上） 宽450mm、279环（R=50～60m） 宽300mm、905环（R=35～40m） 最小转弯半径R=35m ?始发竖井 地下连续墙9.9m ? 5.7m，深18.6m ?到达竖井   钢板桩支护 ф 5.5m，深 14.5m

       

       

技术措施          

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针对狭小始发基地的措施                

               

为了应对始发场地狭窄（始发井为570m ² ，有效面积480m ² ）的问题，场地采用两层的构造，第一层是渣土运出和堆置的场地，第二层是物料的堆置场地，同时作为向竖井内送料的场地，设置了盾构排土专用起重设备和链式自动倾倒装置、大型的转向台等。          

         

排土专用吊车和自动倾倒装置 

两层构造和转向台

         

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复合地层的应对措施                

               

盾构挖掘断面主要是砂质，但在距始发200m处和1400～1600m左右出现了固结黏土层，在距到达位置3200m左右出现了混有卵石的砂砾层（估计砾石直径300mm左右），变化较为复杂。          

在后配套台车上设置了泡沫设备和高分子改良剂设备，采用这两个系统来进行注浆。并事先在路线上4个地点采集了挖掘断面上的土样，用于进行添加剂的配合比试验。          

后配套台车的泡沫设备和高分子改良剂设备

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盾构机设备优化的情况                

               

（1）盾构机刀盘3类刀具（边缘刮刀、先行刀、切削刀）中，在同一切削路径上，所配置的刀具之间相互有40mm的高低差，在“高位”和“低位”的先行刀具上，各装备了1个检测器。在最外周设置大型先行刀具，超挖量为15mm；设置8把保护刀具。在土层主要为砂层的线路，采用了韧性较高的E5刮刀。          

磨损检测传感器

（2）为了应对卵石、砂砾的出现，采用了能够纳入280mm卵石的内径368mm的带式螺旋输送机。将排土口的滑动闸门设置在了螺旋输送机的正面，设计成了可以对堵塞的砾石进行破碎的构造。装备了用于气压关闭螺旋机闸门的蓄电池，除了封闭螺旋输送机外，也能将软管内作为封堵（止水）区，以防范渣土喷发。          

改用皮带输送机排土

（3）采用两段式配置了4列聚氨酯唇形密封；设置了盾尾密封自动给脂装置；在工作面司机操作间和中央控制室设置了能够集中管理掘进控制数据、摄像头监控的设备（平板电脑），来对掘进进行管理。          

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小直径、长距离、急曲线隧道物料运输                

               

（1）采用特殊的狭窄隧道内的输送设备，电瓶机车采用BL2-HDS-410型（580宽?2765长?1375高）机车，渣土轨道车采用了4辆容积1.3m 3 的自动倾倒轨道车进行编组。          

         

（2）管片垂直堆放便于台车的分离对接，设置了2处复线区间（会车段），在始发竖井处设置的复线区间是有效的，1个编组（4辆渣土轨道车+1辆管片台车）的交替只要20min左右。          

管片搬运设备和排土设备

（3）设置了防冲突信号机、防人员碰撞信号机和工作面部信号机这3种信号机。采用了全隧道内无线LAN系统，可以在中央控制室、工作面司机操作间、竖井入口处确认全员的隧道内位置。          

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针对急曲线施工的措施                

               

针对R=35～40m的急曲线，采用了球面V型铰接，左右角度6.0°，上下角度1.5°。此外，仿形刀采用了行程为100mm?2的规格。采用8台千斤顶，上下左右分为四组的自动方向控制系统（FLEX），根据设计轴线自动控制盾构机的方向。通过CCD摄像头实现盾尾间隙可视化。

FLEX操作画面（4区块）

盾尾间隙可视化

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邻近施工对策                

               

盾构需穿越桥梁、高速公路桥墩、综合管廊、污水管道干线等重要构造物，为了确保施工安全，全线采用了早强型的注浆材料，并对经过重要构造物时的测量和监控进行了强化，在污水管道干线的部分，采用自动测量对通过中的位移和变形进行了测量。

         

实际施工情况            

           

盾构初期掘进于2019年11月下旬开始，12月中旬起～2020年1月下旬进行重新配置之后，开始了正式掘进。            

因在掘进至2650～3250m（共计6处，长度为118m）碰到了混杂卵石的砂砾层，导致了掘进速度变慢。特别是从3150m起（2020年12月上旬～2021年1月上旬），在污水管道干线的附近，采用之前的排土方法掘进比较困难，因此改为了传送带排土。                          

           

           

盾构于2021年2月初顺利完成接收，整体保持月平均掘进距离240m/月，隧道掘进共耗时14个月，通过上述的针对性措施，整体工期缩短约4.5个月。                             

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