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项目年度编号
1400580442
中图分类号
U455.43 U458.1
成果公布年份
2013
成果简介
该课题属于其他技术领域隧道工程技术。据规划，上海市中心轨交密度将由0.44km/km<'2>激增至0.75km/km<'2>，星罗棋布的软交网络和建构筑物将使后建线路面临各种高难度穿越工程；轨道交通可实现市中心与空港枢纽的无缝快速连接，因而不可避免地会在机场下方建造地铁隧道，中国有35座城市正在建造地铁，多样化的地质条件增加了环境安全控制的难度。盾构穿越影响失控会导致地面塌陷、管线渗漏、隧道破坏，危害城市秩序和市民日常生活，已引起行业内的高度重视。该课题在上海市科委等的资助下，依托产学研模式，经过四年的科研攻关，在特殊条件下盾构施工城市环境安全保障技术方面取得重大突破:(1)构建特殊条件下盾构施工城市环境安全保障技术体系。以6m级地铁土压平衡盾构隧道为载体，研究了以确保正常运营为目的的“生命线”工程叠交穿越保障技术，以沉降控制为核心的运营机场跑道微创穿越技术，并针对富水砂卵石地层研发了盾构施工环境影响控制技术，构建了一套标准化、精细化，并具有广泛适用性的技术体系。(2)首创地下“生命线”工程三层叠交穿越运营保障技术。轨交路网是维持城市生存系统的生命线。该课题针对盾构上下两次近距离穿越运营地铁的“三层四线”叠交等极端工况，研究了既有隧道短时间内受多次或持续扰动的影响机理；针对施工期和工后变形及稳定性控制的难题，分别研发了荷载平衡控制技术和地层补偿注浆技术。该技术在轨交9号线和11号线工程成功应用，确保叠交施工既有运营隧道沉降小于5mm，使得在“生命线”密集的市中心区域完善轨交路网成为现实。(3)首创运营机场跑道盾构下穿微创技术。针对国内首个下穿运营机场的盾构工程，综合考虑飞机起降荷载等因素，通过理论研究建立了运营跑道沉降控制标准，在不允许持续监视和限制进入的禁区内，创新地利用三维无棱镜监控技术实现可视化自动监测，确保施工阶段跑道微创穿越；首次研制了抗剪型同步注浆地铁盾构配套施工设备，有效抑制了后期沉降的发展。该技术保证了10号线成功穿越虹桥机场整个跑道区域，沉降变形控制在10mm以内。(4)创新研发富水卵石地层盾构施工环境影响控制技术。针对卵石地层设计了粗齿贝壳刀、导流刀等特殊刀具，优化了刀具配置方案，增大了刀盘开口率及螺旋机输送能力，通过先行切削松散地层的作用，降低了刀具磨损和开仓换刀的频率，提高了施工效率;针对该地层在施工后期易受外部条件影响发生沉降甚至塌陷的机理进行了分析，对盾构掘进模式、同步注浆、土体改良等工艺进行了适应性研究。该成果在成都、杭州等地确保盾构成功穿越铁路、地面建筑、桩基和大量管线，沿线地面和建构筑物沉降均小于10mm。该项研究申请发明专利7项，授权4项，形成上海市市级工法1项，发表论文18篇。新增产值11881.5万，税收405.2万。总体技术达到国际先进水平。研究成果推广应用于上海轨交12号线和13号线、宁波轨交1号线和2号线等多项工程，具有广阔的应用前景，积极推动了城市轨道交通网络化建设进程，提高了中国在此领域内的技术水平和核心竞能力，标志着中国地铁盾构施工技术进入精细化、标准化的发展阶段。
完成人
吴惠明 李刚 顾春华 张孟喜 王永佳 金国鑫 蔡蔚 魏林春 卓发成 汤漩 邓喜 王胜勇 黄俊 滕丽 吴佳琪
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