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| 大断面隧道MMST施工法简介 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 作者：林家祥编译 文章来源：网络 点击数： 更新时间：2005-1-15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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关键词 MMST施工法 单体盾构 单体隧道连接 矿山法开挖
一、前言 日本川崎高速主干线中的隧道段，需在国道宽度内进行大断面(210.2～221.5m2矩形断面，约为东京湾隧道的1.3倍)隧道的施工，断面宽度受到了限制，而且在隧道内需要设置分流部和合流部，隧道要求设计成变断面。由于在密集的市中心街区施工，受道路宽度和线形的限制，采用明挖法和一般的盾构法、矿山法等非开挖式的隧道施工方法已不能满足实际要求，于是采用了新技术--MMST施工法。 二、MMST施工法 MMST施工法是一种施工大断面隧道的新方法，它是采用多个小型盾构对大断面隧道的外墙进行单体隧道掘进，单体隧道的内衬为钢结构，单体隧道采用钢筋混凝土结构连接，在单体隧道内部浇注钢筋混凝土，形成大断面隧道的外墙，然后对外墙内的土体进行开挖(类似于矿山暗挖法)，最终形成大断面隧道内部空间。施工程序如图1所示。
图1 MMST施工法 MMST施工法具有以下特点： 1.与明挖法隧道相比，其施工场地和基坑的规模较小；与同等规模的单圆大断面盾构隧道相比，断面形式更经济、合理； 2.由于各单体隧道间是采用钢筋混凝土结构连接，所以通过对相邻单体隧道之间的间距调整，就可改变隧道的断面，适用于隧道的分流和合流的变断面部位； 3.由于多个单体盾构仅对隧道的外墙部分进行掘进，所以盾构的开挖量和排土量将大幅度减少； 4.由于单体盾构的断面形式为横长纵短或纵长横短的扁平矩形，而单体盾构之间的间距又小，因此，施工时对单体盾构的姿态控制以及施工精度较一般盾构的要求高； 5.由于施工中作用在隧道结构上的施工荷载是随着施工过程的变化而变化的，与一般圆形盾构隧道相比，其受力特征复杂，因此，设计时必须对整个施工过程进行结构验算。 三、施工实例 1.工程概况 川崎高速主干线隧道大师汇交段隧道采用MMST施工法。整个施工段由总长约210m的隧道和4座工作井构成，4座工作井将隧道分成A、B、C 3个区间，平面布置见图2。
图2 施工段平面布置图 隧道断面大小由通风所需的面积决定，而单体盾构的断面形式(横长纵短或纵长横短)由各单体隧道的间距、接头的结构形式以及隧道平面线形等确定。外墙的厚度为2.5m，在两侧的侧墙内各设一处紧急避难通道与出口相连。 表1为各区间隧道的主要参数，图3为各区间隧道的断面形状。 表1 各区间隧道的主要参数
图3 隧道的断面形状 2.单体隧道施工 单体隧道的断面形状约为1∶3的扁平矩形，由于单体隧道之间的间距较小，在盾构推进时，姿态控制技术较通常的圆形盾构要求高，因此对垂直方向和水平方向采用不同的盾构机推进。 (1)盾构掘进机 本工程的A区间隧道采用滚筒式刀盘的泥水盾构(主要技术参数见表2，盾构外形见照片1)，B区间采用水平多轴式土压盾构(主要技术参数见表3)，而C区间则采用多轴泥水盾构(主要技术参数见表4)进行施工。每台盾构机中配置有局部超挖刀片和全周超挖刀片、纠偏千斤顶、铰接装置、伸缩式翼板，对盾构可能发生的前后、左右、转角的偏差进行控制和纠正。 表2 滚筒式刀盘泥水盾构主要技术参数
照片1 滚筒式刀盘泥水盾构 表3 水平多轴式土压盾构主要技术参数
表4 多轴泥水盾构主要技术参数
(2)盾构推进 各区间采用6台单体盾构同时推进，其中4台盾构的日平均推进量为2环(每环宽1.2m)，最大推进量为4环/日。各区间的实际推进距离均为70m左右，其中进出洞口的加固范围占了施工长度的20%～40%。 盾构推进前期轴线偏差较大，高程偏差为-195mm～+105mm，轴线的水平偏差为-149～+124m；后期推进时，最大偏差控制在±100mm以内。 3.单体隧道的连结 各单体隧道之间的间距如图3所示，最小为50cm，最大为160cm。采用钢筋混凝土(RC)和预应力钢筋混凝土(PC)两种结构形式。A、C区间各设置6只RC接头，B区间设置RC接头和PC接头各3只。 各区间采用不同接头的施工工艺，如图4所示。 (1)A区间 在相邻两个单体隧道的钢管片拼装结束后，通过压机将挡土钢板压入钢管片的外侧，并在挡土钢板的外侧注浆止水；然后拆除侧向钢管片并挖除单体隧道之间的土体，使相邻的单体隧道连通；最后在连结部位绑扎钢筋、现浇混凝土，使之成为钢筋混凝土结构。 (2)B区间 连结部位的挡土由盾尾同步注浆体承担，并在其外侧采用辅助注浆方法提高接缝处止水能力，以后的施工与A区间类同。 (3)C区间 连结部位的挡土和止水由盾尾扩头注浆体承担，以后的施工工艺与A、B区间相同。 |
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