城市隧道建設是“交通強國”戰(zhàn)略和“韌性城市”發(fā)展新理念的重要組成部分。盾構(gòu)法是當前隧道建造的一種先進工法，從直徑2—3米的微型盾構(gòu)到直徑12米以上的超大盾構(gòu)，被應用在工程建設的各個場景。

南線盾構(gòu)接收

“我們這個項目擬取消深大工作井。最大程度發(fā)揮了盾構(gòu)法擾動小、速度快的優(yōu)勢，不僅節(jié)約成本和工期，而且明顯地改善了隧道施工對周邊環(huán)境的影響。”龍水南路越江隧道工程項目組成員饒倩說道。

1、和“休克式”施工說拜拜

盾構(gòu)法作為一種非開挖技術(shù)，已經(jīng)較成熟地應用于國內(nèi)外的城市道路隧道，有效減小了明挖對于周邊環(huán)境的影響。然而隨著城市化進程的逐步深入，城市基礎設施建設和城市空間布局的調(diào)整進程進一步加快，對于施工對環(huán)境帶來的影響要求也越來越高。

饒倩表示，“這就需要盡可能增長盾構(gòu)段的長度，實現(xiàn)盾構(gòu)超淺覆土甚至零負覆土的掘進，進一步降低明挖對周邊管線和環(huán)境的影響，提高施工的效率。”

在市科委大力支持下，龍水南路越江隧道開展了“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道建造技術(shù)”研究與實踐，為隧道建設提供新思路，造就“綠色隧道”新理念。

無工作井盾構(gòu)隧道效果圖

相較于傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工時要事先構(gòu)筑兩個深大工作井，無工作井或超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)作為一種新的盾構(gòu)隧道技術(shù)，可最大程度延長盾構(gòu)段，充分發(fā)揮盾構(gòu)法擾動小、速度快的優(yōu)勢，減少土方開挖及大型設備的施工，節(jié)約成本和工期，明顯地改善隧道施工對周邊環(huán)境的影響，從根源上緩解用地拆遷、施工擾動等帶來的一系列社會和經(jīng)濟問題。同時，該項目極大地減小了施工對周邊環(huán)境的影響，真正在“不拆、不搬、不毀”的前提下完成隧道建設。

據(jù)介紹，“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道關鍵技術(shù)研究”，通過重點開展適于軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)體系設計、抗震性能及減震措施、施工機械裝備、特定施工工藝、示范工程的研究及應用，建立了一套涵蓋設計、施工、監(jiān)理和管理等完整的技術(shù)理論體系，服務城市盾構(gòu)隧道工程，并有效解決傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工環(huán)境影響大的問題，形成高效快速的低影響建造技術(shù)，推動市政基礎建設行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。

浦東1號工作井

“最大的困難是沒有先例可循。”

GPST，是指盾構(gòu)從地表始發(fā)，在淺覆土條件下掘進，最后在目標地點從地表到達。通過盾構(gòu)掘進替代過渡段明挖，以淺埋導坑替代深大工作井，從而大幅減小地面開挖面積，減少管線搬移和對周圍環(huán)境的影響。

龍水南路越江隧道為解決沿線環(huán)境復雜、重要保護建筑眾多、盾構(gòu)多次下穿防汛墻、碼頭、道路、建筑物等問題，創(chuàng)新性的采用了“大盾構(gòu)轉(zhuǎn)小盾構(gòu)”的設計方案，這也是在上海越江隧道建設中首次采用該理念：采用單管雙層14m盾構(gòu)隧道穿越黃浦江，盡可能減少對防汛墻、碼頭的影響，同時拉大隧道與既有地鐵線的距離，完成越江后在浦東采用兩條11.36m盾構(gòu)隧道實現(xiàn)岸邊段主線的建設，結(jié)合超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)盡可能減小對周邊環(huán)境的影響。

“目前該技術(shù)成功應用在隧道主線的建設中。”饒倩表示，其實隧道匝道的建設也是面臨著建設條件復雜等難題，實施難度大。匝道覆土通常較小，以往通常采用明挖法，難以采用盾構(gòu)法施工。未來該技術(shù)可拓展應用于匝道建設中，進一步減小對周邊環(huán)境的影響。另外該技術(shù)也可和矩形盾構(gòu)技術(shù)結(jié)合。矩形盾構(gòu)的空間利用率高，與超淺覆土技術(shù)結(jié)合可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，進一步拓展盾構(gòu)工法的應用領域。

龍水南路平面布置圖

龍水南路越江隧道是黃浦江兩岸一體化路網(wǎng)的重要組成部分。隧道采用雙向四車道規(guī)模，西起徐匯區(qū)龍水南路喜泰北路，東至浦東新區(qū)高青西路、海陽西路，全長約2.3公里。建成后將成為上海市區(qū)南部的重要越江通道，有益于增強濱江兩岸聯(lián)系及分流上中路隧道的車流。預計到時徐匯至浦東行車或縮短至10分鐘左右。

上海科技：在項目的進展過程中，我們遇到了哪些困難和挑戰(zhàn)，是如何解決的?

A：本次研究中最大的困難是沒有類似工程的先例可循。上海地區(qū)地層軟弱，地下水位高，本身對于盾構(gòu)施工是一大調(diào)整。示范工程隧道最小覆土僅為0.16D，同類尺寸的大直徑盾構(gòu)隧道覆土從未有如此小，可能會遭遇意想不到的困難。例如在極淺覆土工況下，隧道剛出盾尾可能異常變形。研發(fā)團隊創(chuàng)新性的研制了整圓裝置，從源頭上確保了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證盾構(gòu)順利施工，從實際的實施效果看，也是非常理想的，隧道在淺覆土工況下的變形、錯臺情況依然滿足要求。

上海科技：“軟土地區(qū)零覆土大尺度無工作井盾構(gòu)隧道建造技術(shù)”是否適用于所有地質(zhì)條件?在不同地區(qū)應用時需要做哪些調(diào)整和改進?

A：理論上該技術(shù)可以推廣應用至任何有盾構(gòu)施工條件的工程。對于軟土富水地層，需要考慮周全。例如高水位會導致隧道施工期和運營期的抗浮問題。施工期可根據(jù)周邊條件采用地層加固、地面壓重、增設抗浮板、降低水位的措施，永久使用期則可根據(jù)實際情況采用內(nèi)部壓重、增設抗浮錨桿等措施解決。另外淺覆土工況對于抗震而言是不利因素，尤其對大直徑盾構(gòu)隧道更為突出。應該根據(jù)不同的地質(zhì)評估隧道結(jié)構(gòu)抗震性能，進而采用針對性措施。

上海科技：對于傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道施工所面臨的諸多挑戰(zhàn)，無工作井或超淺工作井盾構(gòu)技術(shù)能夠帶來哪些改變?它和傳統(tǒng)盾構(gòu)法隧道相比，有何優(yōu)劣之處?這項技術(shù)對城市盾構(gòu)隧道工程和市政基礎建設行業(yè)的發(fā)展有何推動作用?

A：該技術(shù)最大的優(yōu)勢還是減小了明挖對周邊環(huán)境的影響，充分發(fā)揮了盾構(gòu)暗挖的優(yōu)勢。目前城市建設條件越來越苛刻，明挖的影響較大，可能造成大量的拆遷和管線搬遷工作量，導致工程推進困難。有了超淺覆土盾構(gòu)技術(shù)，可以使得原本難以建設的工程有了實施的可能性。