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第二节 区间隧道

2003/12/16 10:23:32

一、圆形隧道

圆形区间隧道由上、下行两条内径5.5米隧道组成、覆土5~18米之间,用盾构法施工。选用的土压平衡式盾构是通过国际招标引进的,由法国FCB公司设计制造,上海沪东造船厂、市隧道设计院和市隧道公司参与设计,并承担10~15%的零部件制造。盾构外径6.34米,主机长6.54米(总长37米),总重280吨,总推力为3337吨,设计推进速度每分钟5厘米。盾构由计算机控制,具有掘进自动显示、维持正面土压稳定、盾尾同步注浆等功能。第一台盾构在法国组装试车后整机起运,于1991年2月23日运抵上海港。4月23日,在151井(漕溪路169号)井下总装就位,6月8日出洞掘进。其余6台盾构在上海沪东造船厂组装试车,于1991~1992年先后就位掘进。圆形隧道衬砌是由6块钢筋混凝土管片拼装组成,厚350毫米,宽1米,4侧设榫槽,以高强度螺栓连接,接缝用防水氯丁橡胶加遇水自膨胀橡胶复合型弹性密封垫。管片由标号为C50、抗渗S8的防水混凝土制成。提高管片拼装精度,减少变形、接缝张开和错动。接缝沿外弧设置框形的合成橡胶密封垫,沿内侧设置嵌缝槽,用环氧树脂密封胶填缝,使接缝在张开纵向6毫米、环向3毫米时,能抗600千帕的水压。

为确保工程质量和施工安全,在圆形隧道施工中,采取不同的技术措施,克服了以下几个难点:

控制地面沉降 在1号盾构掘进中,加强监测,根据地质、埋深、地面荷载和环境条件,合理确定施工参数,取得了经验。还提出盾构周边超挖刀不适合上海地层条件,取消7台盾构超挖刀,为控制地面沉降提供条件。施工中,采用同步注浆及二次压浆;确定适当的正面压力值、掘进速度等施工参数,有效减少土体扰动;激光导向及时纠偏,控制盾构姿态,有效地控制了地面沉降。

衡山路站至常熟路站区间隧道平面为反向曲线,测量定位困难,施工时加强隧道轴线测量和地面的监控测量,随时调整盾构开挖面的土压力和注浆参数,使地表沉降得到控制。

人民广场站至新闸路站,盾构穿越南京西路、北京西路、凤阳路、牯岭路、长沙路、温州路,是商店、剧场、学校、民宅建筑和地下管线、人防设施密集地区,盾构距地下建筑物最近处仅40厘米,是一号线盾构施工最困难区段。施工单位事先对沿线房屋、管线等作实地踏勘,优化施工方案;对陈旧砖木结构、牢固性差及已受损变形的房屋,预先加固或临时搬迁;施工时对盾构掘进沉槽范围的建筑物沉降和位移加强观测;对重要建筑物和刚性管线,采取跟踪加固、同步注浆等措施。据该区段设置的868个沉降观测点测试的5万个数据,最大沉降为26毫米,穿越南京路时的最大沉降量仅为4.83毫米,小于允许沉降30毫米的设计标准,沿线房屋无裂缝,南京西路上交通不断,商店营业照常。

轴线纠偏 徐家汇站至衡山路站区间,盾构掘进偏离轴线300余毫米,经复位,调坡、修改曲线半径,精心施工,双线并进,曲线进洞,在结构物下贯通。

穿越苏州河 盾构穿过苏州河段近100米,顶部距河床底厚度最小仅6.5米,掘进断面上部为淤泥质粘土、下部为粘土。因上部覆土较薄和盾构对下部土体的挤密作用,盾构易上抛,施工单位采用控制盾构姿态,以盾构切口低于盾尾的姿态和信息系统管理,匀速推进,确保过河段施工的质量和安全。1994年2月26日凌晨,6号盾构顺利穿过苏州河。盾构在掘进至苏州河前,曾发生盾尾密封损坏,漏入泥浆,经施工单位和盾构组装单位强行修复后恢复正常。

通过粉砂层 上海火车站站至汉中路站区间,有200余米处于全断面粉砂及部分断面为粉砂的地层;新闸路站至汉中路站区间,有近100米长的一段含有亚砂土,靠近汉中路站80米处,又处于全断面含水砂土层。经施工单位深入研究和实地试验,盾构掘进时,适度提高前舱压力,提高土体的止水性,并使孔隙水压力加快消散,稳定正面土体;在开挖面和密封舱内注入高浓度泥浆,进行充分搅拌,并对加泥量、泥浆浓度严加控制,谨慎操作,保持盾构匀速前进,防止土体强度迅速提高、刀盘切削扭矩增大,使盾构安全穿越粉砂层。

保护地下构筑物 盾构掘进遇到大口径自来水管、煤气管和多孔地下通讯电缆等超大型地下公用管线,施工中除必须搬迁部分管线外,在管线密集处,减速掘进,使地下管线得到保护。

保护沪杭铁路 在151井至上海体育馆站区间,1号盾构在上、下行线两次穿越铁路沪杭内环线,隧道轴线与铁路斜交50°,上、下行线穿越铁路各长25米及27米,穿越段覆土7.3米。根据铁路运行安全要求,严格控制地表沉降,采取下管压浆,抬高地面;不断优化盾构施工的技术参数;同步注浆和两次压浆;盾构进入铁路段前确保良好姿态;实行掘进信息化反馈;地面列车减速,实现地表沉降小于30毫米,最大隆起量小于10毫米。

保护厂房 1号盾构由上海体育馆站至漕宝路站方向的下行线掘进时,需穿越一塑料厂建筑群,厂房下东西向埋有一拱形砖砌结构防空洞,防空洞西端处于隧道轴线。因该厂房在上行线隧道施工时已受到沉降影响,下行线隧道施工再次穿越建筑物时原沉降尚未稳定,给盾构再次穿越带来困难。为不影响该厂的正常生产,对施工主要影响范围采取优化盾构施工的技术参数;两次压浆和后期补浆;地面跟踪双液注浆;应用先进的监测技术,地面沉降被控制在30~50毫米以内。

冻结法施工 1号盾构在上海体育馆站至漕宝路站方向的下行线隧道施工时,要与前方已完成的一段下行线试验隧道衔接,采取在地下的0号盾构(注:“0”号盾构为试验工程施工所用,由市隧道公司设计制造。)外壳前建一工作井(菜田井)的办法接收1号盾构,并用冻结法将隧道通过菜田井与试验隧道筑通。这一施工技术首次应用于上海市政工程。

 

地铁一号线圆形隧道施工一览表

区间

线路方向

盾构机号

长度(米)

施工单位

开工日期

贯通日期

漕     ←151井

宝站

路     →菜田井

上行

0

565.2

市隧道公司

1980.10.14

1982.12.21

下行

0

666

市隧道公司

1983.6.17

1984.12.11

151井  →上育

     海馆

菜田井 ←体站

上行

1

730

市隧道公司

1991.6

1992.6

下行

1

619

市隧道公司

1992.7.

1992.12.

上海体育馆站

↓  ↑

徐家汇站

上行

2

666

市隧道公司

1991.12

1992.6

下行

3

666

市隧道公司

1992.2.

1992.9

徐家汇站

↓  ↑

衡山路站

上行

4

1248

市基础公司

1991.12.14

1992.11.14

下行

5

1254

市基础公司

1992.3.15

1992.12.9

衡山路站

↓  ↑

常熟路站

上行

4

917

市基础公司

1993.3.9

1993.9.17

下行

4

924

市基础公司

1993.11.5

1994.3.13

常熟路站

↓  ↑

陕西 南路站

上行

5

742

市基础公司

1993.4.26

1993.9.30

下行

5

742

市基础公司

1993.10.24

1994.4.11

陕西南路站

↓  ↑

黄陂南路站

上行

3

1169

市隧道公司

1993.5.5

1994.1.28

下行

1

1169

市隧道公司

1993.8.20

1994.4.11

黄陂南路站

↓  ↑

人民广场站

上行

2

1176

市隧道公司

1992.12.26

1993.9.17

下行

2

1250

市隧道公司

1993.10.29

1994.5.31

人民广场站

↓  ↑

新闸路站

上行

6

703

市机械施工公司

1993.3.30

1993.9.15

下行

6

669

市机械施工公司

1992.5.15

1993.2.24

新闸路站

↓  ↑

汉中路站

上行

6

761

市机械施工公司

1993.11.5

1994.3.30

下行

7

761

市隧道公司

1994.2.18

1994.5.24

汉中路站

↓  ↑

上海火车站站

上行

7

585

市隧道公司

1993.6.23

1994.1.5

下行

7

623

市隧道公司

1992.6.16

1993.4.10

二、联络通道

地铁一号线两条并行区间隧道间原设7条2×2.2米的联络通道及集水泵房。在隧道内遇到险情时,使乘客能及时从联络通道疏散到相邻隧道。集水泵房设置在联络通道中部纵坡的最低点处。其中3条因地质条件太差,难以施工,取消联络通道,仅设泵房。

 

联络通道及集水泵房一览表

序号

名称

区间

位置

竣工日期

构造形式

施工单位

1

广元路

徐家汇站←→

衡山路站

衡山路广元路口

1993.11.14

通道泵房

广东煤炭补强公司

2

桃江路

衡山路站←→

常熟路站

桃江路近

乌鲁木齐南路处

1994.3.26

通道泵房

上海高南永久基础公司

3

汾阳路

常熟路站←→

陕西南路站

淮海中路

汾阳路口

1994.4.9

通道泵房

上海高南永久基础公司

4

思南路

陕西南路站←→

黄陂南路站

淮海中路

思南路口

1994.8.8

通道泵房

北京中煤矿山工程公司

5

宁海西路

黄陂南路站←→

人民广场站

宁海西路

1994.9.25

双侧式泵房

北京中煤矿山工程公司

6

长沙路

人民广场站←→

新闸路站

长沙路

1994.1.30

单侧式泵房

北京中煤矿山工程公司

7

南苏州路

新闸路站←→

汉中路站

南苏州路

1994.7.10

单侧式泵房

北京中煤矿山工程公司

三、矩形隧道

矩形双孔隧道处于漕溪路人行道东侧。隧道净宽8.9米,高5.0米,底板埋深10~12米。矩形隧道洞口以南为引道段,现浇钢筋混凝土“凵”形结构,长288米,纵坡为32‰,墙顶较内涝水位4.07米高出0.5米。

矩形隧道采用地下连续墙法施工。墙厚0.65米,深17米;在漕河泾港南北123米范围用沉井法施工,筑有6只连续沉井,沉井间用现浇钢筋混凝土连接。在漕河泾港南北348米范围内,漕河泾港底的沉井为单层双孔结构,余为双层双跨结构。

矩形隧道中有274米为1983年完成的试验工程,由市隧道公司施工,其余部分自1988年2月5日起先后分段施工,全部工程于1991年6月11日竣工。施工单位为市隧道公司和铁道部第三工程局。引道段由铁道部三局施工,1991年9月29日竣工。

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