上海市西藏南路越江隧道大直径泥水盾构 下穿地铁M8线隧道 情况介绍与若干问题的探讨2009 年 10 月 上海市第二市政工程有限公司第四届中国国际隧道工程研讨会蒋洪进上海市第二市政工程有限公司一、工程概况二、穿越施工介绍三、相关经验总结四、若干问题的探讨主要内容上海市第二市政工程有限公司西藏南路隧道江中段于浦西下穿3号码头，向东南方向穿越黄浦江，并在浦东钢铁公司成品码头深桩区处到达陆上段，隧道随即继续下穿轨道交通 M8线（二者结构之间的最小净距为2.7m），前行至浦东工作井位置隧道总长约1150m，共设置2条联络通道采用2台Φ11580泥水平衡盾构机同向推进施工一、工程概况黄浦江浦西浦东西线隧道轨交M8线东线隧道穿越区域上海市第二市政工程有限公司穿越段剖面图 穿越段平面图 上海市第二市政工程有限公司浦西工作井编号编号 土层名称土层名称 固结快剪峰值固结快剪峰值 室内试验渗透系数室内试验渗透系数 K K (cm-s)(cm-s) 现场试验渗透现场试验渗透 系数系数 K K (cm-s)(cm-s) c(kPa)c(kPa)φ(°)φ(°)KKV VKKHH⑤⑤1-21-2灰色粉质粘土灰色粉质粘土 131322.022.03.58×103.58×10-6-65.30×105.30×10-6-63.45×103.45×10-5-5⑥⑥暗绿色粉质粘土暗绿色粉质粘土 494918.518.52.50×102.50×10-7-73.36×103.36×10-7-76.97×106.97×10-6-6⑦⑦1-11-1草黄色砂质粉土草黄色砂质粉土 5 532.032.07.26×107.26×10-5-51.49×101.49×10-4-43.63×103.63×10-5-5⑦⑦1-21-2灰黄色粉砂灰黄色粉砂 1 135.035.06.09×106.09×10-4-48.19×108.19×10-4-4- -穿越段地表标高3.86m，场地年平均地下水位为地表下0.5～0.7m，深部⑦层为承压含水层，水位埋深8.80m，相应的标高为-4.64m，是区内的第I承压含水层。
穿越段浅部地层主要为软弱的粘土层及粉土层穿越段水文地质上海市第二市政工程有限公司M8线隧道内监测 地铁M8线隧道穿越影响 区段100m范围内，布设 电子水平尺自动监测系 统，通过连接电缆将监 测数据传输到中央控制 室和盾构机操作室，进 行实时、精确的监测， 便于及时调整施工参数 上行线电子水平尺下行线电子水平尺上海市第二市政工程有限公司所使用的盾构机盾构出洞 盾构进洞 上海市第二市政工程有限公司二、穿越施工介绍上海市第二市政工程有限公司推进环号开始推进推进结束开始拼装拼装结束工况说明248环11-3 16:1011-3 20:3011-3 20:3011-3 21:36开始影响M8下行线258环11-5 7:5411-5 10:3111-5 10:3111-5 12:07切口进入下行线259环11-5 12:1311-5 14:2511-5 14:2511-5 15:37切口水压调高263环11-6 9:5811-6 14:5511-6 14:5511-6 16:41切口完全进入下行线；切口水压调低267环11-7 3:1511-7 7:0211-7 7:0211-7 8:00切口进入上行线272环11-8 1:2511-8 2:5711-8 2:5711-8 3:47切口完全进入上行线；配管275环11-8 12:0111-8 13:4011-8 13:4011-8 15:09盾尾离开下行线284环11-9 15:5111-9 17:3411-9 17:3411-9 18:24盾尾离开上行线291环11-10 13:4811-10 15:2711-10 15:2711-10 16:28283环二次补浆297环11-11 13:1511-11 15:3311-11 15:3311-11 16:58273环二次补浆303环11-12 13:3511-12 22:4411-12 22:4411-13 0:15282环二次补浆西线线穿越工况表西藏南路西线盾构自2007年11月4日16:10推进248环开始影响M8 下行线，至2007年11月11日离开M8线上行线的影响范围，历时8天， 推进50环（75m）。
期间在拼装289环（11月10日）过程中，下-上行 线最大沉降曾达到历史最大值14.52-16.84mm后通过二次注浆，将 M8线最大变形稳定在5.0mm以内上海市第二市政工程有限公司推进环号开始推进推进结束开始拼装拼装结束工况说明26008-1-22 2:1208-1-22 3:5208-1-22 3:5208-1-22 5:20开始影响M8下行线26308-1-22 13:1008-1-22 16:5708-1-22 16:5708-1-22 18:59开始影响M8上行线28208-1-25 22:5608-1-26 1:2108-1-26 1:2108-1-26 3:29盾尾离开下行线28508-1-26 13:1308-1-26 15:3308-1-26 15:3308-1-26 18:00273环环箍注浆29308-1-28 0:5508-1-28 2:4308-1-28 2:4308-1-28 4:12盾尾离开上行线29508-1-28 8:2408-1-28 11:3608-1-28 11:3608-1-28 13:46283环环箍注浆29608-1-28 13:4908-1-28 15:4108-1-28 15:4108-1-28 17:59上行线最大沉降西藏南路东线盾构自2008年1月22日 2:12推进260环开始影响M8下 行线，至2008年1月28日盾尾离开M8线上行线的影响范围，历时6天 ，顺利穿越M8线。
期间在拼装293环（对下行线影响）和296（对上 行线影响）过程中，下-上行线最大沉降曾达到历史最大值29.68和 21.25mm后通过二次注浆，M8线最大变形稳定在5.0mm以内东线东线 穿越工况表上海市第二市政工程有限公司西线盾构穿越M8线--下行线各阶段横向沉降槽上海市第二市政工程有限公司西线盾构穿越M8线—上行线各阶段横向沉降槽上海市第二市政工程有限公司西线盾构穿越M8线--下行线沉降最大值随时间变化曲线上海市第二市政工程有限公司西线盾构穿越M8线—上行线沉降最大值随时间变化曲线上海市第二市政工程有限公司切口进进入 下方切口完全 进进入盾尾完全脱 出最大沉降mm下行 线线最大沉降 (mm)0.686.8012.9614.52地层损层损 失率 (‰) 占总总比例(%)0.041.31.2841.72.58843.07100上行 线线最大沉降 (mm)0.753.7214.2416.84地层损层损 失 率(‰) 占总总比例 (%)0.082.20.6016.92.7477.23.55100西线盾构穿越时各阶段的地层损失率(根据PECK公式)上海市第二市政工程有限公司东线盾构穿越M8线—下行线各阶段横向沉降槽上海市第二市政工程有限公司东线盾构穿越M8线—上行线各阶段横向沉降槽上海市第二市政工程有限公司三、相关经验总结上海市第二市政工程有限公司西线盾构推进248环至265环时的切口水压及M8线的最大沉降 切口水压 掘进结束时的沉降量 掘进开始时的沉降量（1）切口水压设压设 置对对沉降的影响上海市第二市政工程有限公司（1）切口水压设压设 置对对沉降的影响西线258环推进速度、切口水压与沉降（测点X14）变化 切口水压自0：50分起到1：10由0.30MPa上调到0.32MPa 。
上海市第二市政工程有限公司西线256环推进速度与沉降（测点X14）变化 3.0753.1053.0933.043.0202468101214160:050:150:250:350:450:551:051:151:251:351:451:55时间 (hh:mm)速度 mm/min-0.150-0.100-0.0500.0000.0500.1000.150沉降量 mm推进速度切口水压（×100KPa）沉降量（2）推进进速度对对沉降的影响上海市第二市政工程有限公司（2）推进进速度对对沉降的影响西线260环推进速度与沉降（测点X14）变化 上海市第二市政工程有限公司本工程使用以石灰为固化剂的单液浆其浆液配比为膨润土 70Kg，石灰 80 Kg，粉煤灰300 Kg，砂1180 Kg，水 300 Kg左右 ，添加剂若干坍落度17- 18cm，比重1.90左右 本工程采用的注浆方式为壁后同步注浆二次补浆主要采用水泥-水玻璃系双液注浆3）同步注浆浆与后期注浆浆上海市第二市政工程有限公司穿越期间每环注浆量8.8m3，充填率约148%西线盾构盾尾完全进入下行 线后，注浆量曾经逐步提高及对成环隧道多次补浆，但M8线下行线并未出现抬起。
推测应该是由于切口水压小于垂直土压力，浆液在巨大的地层压力下 经由盾构壳体外侧流动到了机头泥水仓内后被带出所致西线穿越段同步注浆参数（3）同步注浆浆与后期补浆补浆上海市第二市政工程有限公司为抬起M8线，后期注浆采用了速凝双液浆， 并采取了特殊技术措施 即依次在283环、263环和 273环注浆形成环箍，使 M8上-下行线分别位于两个环箍之间，环箍的存在 能阻止浆液沿成环隧道外 侧流动随后在环箍间注 浆使隧道上抬，该种注浆 方式效果显著3）同步注浆浆与后期补浆补浆西线穿越时后期补浆示意图上海市第二市政工程有限公司西线盾构施工时M8下行线补浆后最大沉降量变化曲线 （3）同步注浆浆与后期补浆补浆上海市第二市政工程有限公司西线盾构施工时M8上行线补浆后最大沉降量变化曲线 （3）同步注浆浆与后期补浆补浆上海市第二市政工程有限公司•小结1.在切口水压的设定值大于土体孔隙水压的情况下，提高切口水压对 总的沉降影响不大 2.提高切口水压在短时间内会增加土体孔隙水压，前方隧道有细微的 隆起但在停止推进后会迅速回落 3.推进速度对沉降总的影响不大但推进速度提高会加大渗流量，前 方隧道会略有隆起但在停止推进后会迅速回落。
4.在大深度的地层条件下，采用非速凝同步注浆浆液时，较难以控制 浆液的沿成环隧道及盾构外壳的流动，不利于沉降控制 5.采用双液浆进行二次注浆在此地层中是减少沉降的有效方式 6.在砂质粉土层及粉砂层中，沉降稳定的时间较快上海市第二市政工程有限公司三、若干问题的探讨上海市第二市政工程有限公司如图所示，M8线的沉降变化一般规律为： 1.盾构推进时出现抬升，停顿拼装时出现沉降； 2.推进初期，抬升较大，而停顿初期，沉降较大西线249-255环推进期间，X14号测点竖向位移随盾构推进-停顿时间变化1、随时间变时间变 化的隆起沉降规规律上海市第二市政工程有限公司西线256-262环推进期间，X14号测点竖向位移随盾构推进-停顿时间变化3. 如果停顿时间较短，则沉降不能完全完成； 4. 258、259、260三环切口水压提高后，尽管推进期间表现为略有抬起，但停顿时间较长后最大 沉降仍然在增加1、随时间变时间变 化的隆起沉降规规律上海市第二市政工程有限公司西线盾构推进249环至265环时，掘进及拼装期间的泥水溢流速度 1、随时间变时间变 化的隆起沉降规规律推测：M8线沉降的变化规律与超孔隙水压力的变化密切相关 。
上海市第二市政工程有限公司• •由于盾构在砂质粉土及粉砂层中推进，掘进时随着刀盘的由于盾构在砂质粉土及粉砂层中推进，掘进时随着刀盘的 转动，泥水仓中的泥水迅速渗入土体，使周边土体内的孔隙水转动，泥水仓中的泥水迅速渗入土体，使周边土体内的孔隙水 压增大；停顿期间，由于刀盘停止转动，开挖面形成的泥饼大压增大；停顿期间，由于刀盘停止转动，开挖面形成的泥饼大 幅度降低了泥水的渗入速度，已形成的超孔隙水压逐步消散幅度降低了泥水的渗入速度，已形成的超孔隙水压逐步消散 • •已建地铁已建地铁M8M8线。