上海北横通道新建工程盾构如何在“米缸中穿越”？有图有数据

8月2日22时，上海北横通道新建工程东段主线将试通车。

澎湃新闻记者从建设方上海城投公路集团获悉，北横通道新建工程全长约19.1公里，地下隧道段长约14.7公里，其中东段隧道长6.9公里。2023年7月25日，随着两台15米级超大盾构——“建功号”和“纵横号”会师安国路工作井，北横通道工程实现隧道全线贯通，不断书写盾构穿越领域的“百科全书”。

15米级超大盾构“建功号”  本文图片均来自上海城投公路集团

15米级超大盾构“纵横号”

盾构极限穿越，屡创全国纪录

北横通道新建工程规模大、周期长，全线串联长宁、普陀、静安、黄浦、虹口、杨浦共6个行政区，沿线共穿越89处108栋各类建筑（含百年历史保护建筑）、13次穿越轨道交通，11次上跨和穿越苏州河，在一次次完美穿越的同时，打破了多项全国纪录。

该工程完成了2022年上海“第一穿”。“建功号”盾构机于2022年1月1日至3日成功穿越运营中的地铁10号线，与10号线区间隧道最小垂直距离仅为7.5米，穿越范围内存在②3层砂质粉土，该土层灵敏度高，受扰动后变化快，极易对地铁隧道结构产生影响，施工难度之高，被誉为2022年上海“第一穿”，最终沉降变化值仅为+8.81mm，远低于±20mm的沉降控制要求。

“建功号”盾构机于2022年1月1日至3日成功穿越运营中的地铁10号线，最终沉降变化值仅为+8.81mm。

同时，实现全国首例大直径盾构软土切桩。“建功号”盾构机下穿运营中新建路隧道期间需切削3根φ800mm钻孔灌注立柱桩（为措施桩），盾构隧道顶面与新建路隧道底板净距约12.8~14m，通过成功实施切桩穿越，实现全国首例15m级超大直径盾构机软土切桩施工，为今后同类型施工提供了宝贵经验。

盾构隧道顶面与新建路隧道底板净距约12.8~14m。

此外，还创下了穿越轨交全国“五项之最”。“纵横号”盾构机成功下穿运营中的轨道交通4号线，并一举创下15m级盾构在软土地层中穿越轨交“五项之最”，即最小变形（6.55mm的沉降控制）、最小夹角（47°的最小隧道夹角）、最急曲线（左转R500的平曲线）、最大坡度（5.99%的最大坡度）最小净距（5.62m的竖向净距）。

“纵横号”盾构机成功下穿运营中的轨道交通4号线，并创下15m级盾构在软土地层中穿越轨交“五项之最”。

长距离穿越饱和软土层，堪比“米缸中穿越”

北横通道新建工程主线隧道最大埋深约55米，平均深度25米，长距离穿越饱和软土层，难度堪比“豆腐里打洞”“米缸中穿越”。

该工程实现了全国首例超大直接盾构超浅覆土始发。“纵横号”盾构机在黄兴路井始发最小覆土深度为7.78m，为0.5倍盾构直径埋深，属全国首例。通过落实精细化管理及各种技术措施的综合运用，成功完成超浅覆土段掘进施工，以地表沉降小于2cm，隧道上浮控制小于3cm，无错台、无踏步的优异成绩树立起行业标杆。

“纵横号”盾构机在黄兴路井始发最小覆土深度为7.78m，为0.5倍盾构直径埋深。

同时，还是全国首例极限工况成功更换盾尾刷。“建功号”盾构机在梧州路井~安国路井区间需要更换盾尾刷，难度极高，一是位置不利，盾构机停机位置处于周家嘴路正下方，盾构机覆土深度为31.5m；二是坡度不利，盾构机位于-45‰向下掘进坡度；三是土层不利，所处土层主要为53-1层粉质粘土、54-1层粉质粘土、54-2层粘质粉土，其中54-2层粘质粉土为承压水含水层。为确保后续推进施工安全，在项目团队的精心操作下，更换钢丝刷60把，更换过程中，盾构机姿态和盾尾未出现异常，顺利推进完成整个区间。

“建功号”盾构机在梧州路井~安国路井区间需要更换盾尾刷，难度极高，土层不利。

此外，城投公路北横通道项目管理团队通过实践应用穿越控制实时量测技术，迭代提升穿越微沉降精细控制方法，不断提高超大直径盾构穿越施工精细化控制技术，集成了超大直径盾构穿越城市核心区系列关键技术，形成了“微扰动”盾构穿越技术等一批技术成果，荣获上海市科技进步一等奖。