[摘  要]  通过重庆主城排水过江隧道的施工，介绍了过江隧道泥水盾构法施工的关键技术及江底施工中的重点和难点对策。
[关键词]  泥水盾构  泥浆  注浆  防水
 
1  工程概况
重庆主城排水工程是利用世界银行贷款兴建的国家重点环保工程项目，主城排水过江隧道北起渝中区太平门，南至南岸区海棠溪盐店湾，由1条过江隧道、南北2个竖井和2座井口值班房及6扇污水控制闸门组成，见图1。过江隧道内安设3条内径Æ2000mm输水管和1条内径Æ800mm电缆管，见图2。 

图1  重庆主城排水过江隧道工程示意图

图2  输水隧道断面示意图
1－钢筋砼管片；2－回填砼；3－输水管；
4－电缆管；5－预埋控制电缆
北岸进水竖井净空尺寸为10m（长）×9m（宽），井口标高＋181.5m，井底标高＋125.7m，井深55.8m，井壁为0.6m厚C25S8钢筋砼结构；南岸出水竖井结构同进水竖井，井口标高＋189.5m，井底标高＋124.3m，井深65.2m；过江隧道长908.2m，采用泥水盾构法施工。隧道衬砌为C50S12预制钢筋砼管片，其外径Æ6320mm、内径Æ5620mm、长1500mm，每环管片分为8块，其中5块标准块、2块邻接块和1块封顶块，管片采用直螺栓连接。
隧道内安装3根预应力钢筒砼输水管道，管道外径Æ2300mm，管节长度为5m，管中间为5mm厚钢筒，内外层为模注砼，外层砼达到强度后在其壁上缠绕预应力钢丝，然后在外层喷射砂浆保护层，钢筒砼管采用工厂预制，抗渗等级为S16，钢筒砼管接头部位设2道密封止水。
先施工南岸竖井和盾构机始发洞，始发洞长约70m，采用新奥法施工，盾构机由南岸竖井始发，掘进至北岸竖井拆机。盾构隧道完成后在隧道内安装3根钢筒砼管和1根钢筋砼电缆管，并回填C10砼，然后进行竖井输水管道施工和回填，最后进行井口值班房和控制闸门的施工，输水管道建成后将日排150万t城市生活污水。
2  地质情况
过江隧道穿越地层多变，既有坚硬的砂岩（单轴抗压强度为69.4MPa），又有较软的泥岩（单轴抗压强度为7.3MPa），地层情况见表1。

3  盾构机选型
3.1  盾构机类型选择
盾构机的选型应以开挖面稳定为中心，选择能保持开挖面稳定和适应围岩条件的机型。由于在江底施工，水压较高（最高达0.64MPa），对施工安全要求高，不能使用敞开式，只能使用闭胸式盾构机，因此只能在土压平衡盾构和泥水盾构之间选择。
土压平衡盾构主要应用在粘稠土壤中，该类型土壤富含粘土、亚粘土或淤土，低渗透性。这种土质在螺旋输送机内压缩形成防水土塞，使土仓和螺旋输送机内部产生土压力来平衡掌子面的土压力和水压力。由于重庆的地质主要为砂岩、泥岩、粉砂岩地层，因此不适合采用土压平衡盾构。
土压平衡盾构机用开挖出的土料作为支撑开挖面稳定的介质，对作为支撑介质的土料要求具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小。重庆过江隧道泥岩占56.5%，可通过使用加泥装置向土仓中加泥进行土壤改良，促使其成为塑性流动状态，因此可选用加泥式土压平衡盾构。
泥水盾构是通过施加略高于开挖面水土压力的泥浆压力来维持开挖面的稳定，比较适合于在江底、河底、海底等高水压力条件下的隧道施工。泥水盾构使用泥浆泵通过管道从地面直接向开挖面进行送排泥浆，开挖面得到完全封闭，具有高安全性和良好的施工环境，因此本工程选用泥水盾构机施工。
3.2  盾构机构造及主要参数
过江隧道选用德国海瑞克公司Æ6570mm泥水盾构，结构示意见图3，主要技术参数见表2。

图3  德国海瑞克泥水盾构机
1－刀盘；2－半隔板（沉浸墙）；3－隔板；4－推进油缸；5－人仓；6－破碎机；7－拦石栅；8－吸泥管；9－铰接油缸；10－管片；11－排泥管；12－送泥管


3.3  盾构机对工程的适应性
3.3.1  盾构机对地层的适应性
刀盘设计为面板式钢结构，刀盘上布置了适应于泥岩的切刀和适应于砂岩的滚刀，每把滚刀可以承受250kN的推力，刀具设计的最大破岩能力为120MPa，完全适应本工程的坚硬砂岩（单轴抗压强度最大为69.4MPa）。

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