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学术报告
急速下穿法(URUP, Ultra rapid under pass)——世界上第一种在地表始发与到达的盾构隧道施工方法
发布时间:2010-09-10 15:49:17      

(此短文为同济大学黄宏伟根据2010年8月27日在日本土木工程学会介绍下参观隧道施工现场的有关材料整理而成)

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急速下穿法(URUP, Ultra rapid under pass)

——世界上第一种在地表始发与到达的盾构隧道施工方法

(一种有效规避繁忙市区地下通道施工风险的方法)

 

1.工程简介

东京都市快速路的中央环形通道是一条距离东京市中心约8公里,长为47公里的环行道路。Sinagawa线是中央环形通道的一部分,它组成了中央环形通道的南部,即位于大井区。大井区通道工程连接了海湾线(高架结构)与中央环形Sinagawa线(隧道结构),见图1。地上道路与地下隧道之间的连接段在世界上第一次采用了在地表始发与到达的盾构急速下穿法(URUP)来施工,见图2。该隧道工程项目的基本数据见表1。

 

图1 东京中央环线大井区隧道工程

施工范围俯视图

 

 

图2 大井区隧道工程施工概貌

 

表1. 大井区隧道施工项目数据

项目名称

中央环线品川线大井区隧道施工项目

施工期限

2008年6月25日到2011年6月30日

业主

东京都政府

施工数据

隧道:盾构法(URUP法)

通风站:气压沉箱法

盾构类型:土压平衡

结构平面尺寸:39m*35m

盾构外径:13.6m

内部横断面:31m*28m

管片衬砌外径:13.4m

开挖深度:44m

管片衬砌内径:12.5m

 

管片衬砌环宽:1700mm

 

  盾构掘进长度:895m(55m+345m)

 

 

施工情况:

(1)地层土性为软粘土

(2)最大覆土深度大约为25m

(3)在隧道施工场地附近存在构筑物,诸如大型火力发电厂排水管道以及电缆隧道

(4)施工场地附近有综合住宅群

需要解决的技术问题:

(1)需要临时性大范围迁移地下管道

(2)深开挖

(3)对邻近结构有影响

(4)对环境影响,如噪声与震动

 

2.采用URUP法

URUP(Ultra rapid under pass)法是最新研发的盾构施工方法。在这个方法中,盾构机从地表始发,然后在浅覆土条件下开挖(避免了使用地表),最后盾构机在目标地点从地表到达,见图3。

 

图3 URUP法施工示意图

 

  采用URUP法的预期优势:

(1)较小的明挖施工场地

URUP法施工需要比较少的开挖区域,与常规明挖法施工相比,开挖区域减小约为82%。

(2)减小对已建结构的影响

URUP法已经在土压平衡盾构上实现,而土压平衡盾构已经在许多邻近结构施工的项目中得以应用。由于对开挖面土压的合理控制,URUP法不需要采取其他附属措施,并且可以减小对周围结构的影响。

(3)减小对环境的影响

        URUP法并不单单减小了竖井的施工,同时减少了对其他必须在明挖法施工中采用的大型机械设备的使用。因此,施工产生的噪声与震动也相应减少了。另外,仅仅在结构段需要进行土体开挖,因此在减小土体开挖方量的同时也减小了对环境的影响。

 

可以看到URUP法,这种新颖的盾构施工技术作为一种有效规避市区施工风险和对环境友好的方法有着广阔的前景,如穿越繁忙市区的交叉路口、密集型区域等,都可以广泛地应用。

 

(以下图4-7为现场拍摄的部分图片)。

 

图4 URUP盾构隧道施工图片

    

图5 URUP盾构隧道现场照片及进口地表堆载图片

   

图6 双螺旋取土器及起发时侧壁支撑的盾构机图片

 

    

图7 防止浅埋引起隧道破坏的施工中加固与施工后加固图片

 

双螺旋取土器及起发时侧壁支撑的盾构机图片

 

防止浅埋引起隧道破坏的施工中加固与施工后加固图片

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