盾构穿越地铁施工方案1．工程概况1.1 工程简介浦西北京西路～浦东华夏西路电力电缆隧道工程是世博站配套工程，连接市中心的世博500KV变电站和中环的三林500KV变电站，两站直线距离约11.5KM。
工程起点：北京西路（大田路口）世博变电站世博站内工作井内壁（即世博4＃工作井内壁与隧道接口）。
工程终点：锦绣路（华夏西路口）三林变电站围墙外1m。
线路走向：自北京西路世博站4＃工作井起，沿南北高架路西侧向南，穿过延安中路、淮海中路、复兴中路、徐家汇路至斜土路；折向东，沿斜土路至南车站路；折向南，沿南车站路、花园港路至南市电厂，向南穿越黄浦江，至浦明路；折向东北，沿浦明路至龙阳路；折向东，沿龙阳路南侧绿化带至锦绣路；折向南，沿锦绣路至华夏西路，与三林站电缆隧道连接。
1.2 区间隧道概况本电缆隧道长度累计3947m，共3287环。
隧道内径φ5500mm；隧道外径6200mm；管片厚度为350mm。
衬砌采用预制钢筋混凝土管片，通缝拼装。
管片环全环由小封顶、两块标准块、两块邻接块及一块大拱底块共6块管片构成，环宽1200mm。
管片强度等级C55、抗渗等级为S10。
衬砌环缝设置凹凸榫，用17根M30的纵向直螺栓相连接；衬砌纵缝为平缝，设置φ40导向杆，以12根M30的环向直螺栓连接。
区间衬砌采用直线环＋楔形环进行平面线路拟合，楔形环拟合半径250m，楔形量29.8mm，为双面楔形。
竖曲线通过在背千斤顶环面上分段粘贴石棉橡胶板，形成踏步形楔形环进行拟合。
管片间防水分两种：一种是通用的，采用两道防水层，一道是三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶复合而成的弹性橡胶密封垫，另一道为遇水膨胀止水条。
弹性橡胶密封垫设置在管片的止水槽内，遇水膨胀止水条设置在弹性橡胶密封垫的外侧；另一种是在电缆隧道穿越4号线、6号线、8号线时采用的特殊防水构造，具体做法参见防水设计图纸。
1.3 隧道轴线概况⑴ 5＃工作井～4＃工作井本隧道区间SK5+481.55 ～SK4+968.08，长513.47m，纵断面为V型坡，区间隧道顶部覆土厚度最大为22.16m，最小为15.67m。
⑵ 6＃工作井～5＃工作井本隧道区间SK6+300.99～SK5+496.55，长804.44m，纵断面为V型坡，区间隧道顶部覆土厚度最大为27.38m，最小为15.64m。
⑶ 9＃工作井～8＃工作井本隧道区间SK9+426.41～SK8+015.09，长1411.32m，纵断面为V型坡，区间隧道顶部覆土厚度最大为26.25m，最小为8.15m。
⑷ 10＃工作井～9＃工作井本隧道区间SK10+656.38～SK9+438.61，长1217.77m，纵断面为单坡，区间隧道顶部覆土厚度最大为14.46m，最小为9.27m。
1.4 水文地质拟建隧道场地横贯浦江两岸，主要位于成都路、斜土路、南车站路、过黄浦江，经东三里桥路、至龙阳路、锦绣路、华夏西路。
黄浦江、白莲泾、川阳河为场地内主要河流。
场区内人口密集，交通繁忙，地形一般较为平坦，地面标高在2.54～4.76m之间。
拟建场地地貌单元，属滨海平原地貌类型。
上海第四纪松散沉积物和度约200～300m。
拟建隧道所经场地为正常沉积层与古河道沉积层交替出露，由于古地理环境变迁，古河道作用十分发育。
根据场区工程地质条件及土层沉积特点，可将拟建工程沿线场地初步划分为两种沉积类型：正常沉积地段和古河道沉积地段。
场底由于不同地质单元的土层组合不同，地基土的分布及性质变化较大，地层分布属第四系全新统至中、上更新统。
自上而下可分为八大层及九个亚层。
其中①层填土为近代人工填土，②层～⑤层为第四世纪全新世Q4沉积层，⑥层及以下土层为第四世纪上更新世Q31沉积层。
本区间隧道地质情况：① 5＃工作井～4＃工作井根据业主提供的地质资料，本区间盾构施工穿越的土层为：④灰色淤泥质粘土、⑤-12灰色粉质粘土、⑤-31灰色砂质粉土夹粉砂。
② 6＃工作井～5＃工作井根据业主提供的地质资料，本区间盾构施工穿越的土层为：④灰色淤泥质粘土、⑤-12灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粉质粘土、⑦-1草黄～灰色砂质粉土。
③ 9＃工作井～8＃工作井根据业主提供的地质资料，本区间盾构施工穿越的土层为：④灰色淤泥质粘土、⑤-11灰色粘土、⑤-4灰绿色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粉质粘土、⑦-1草黄～灰色砂质粉土、⑦-1T灰色粉细砂。
④ 10＃工作井～9＃工作井根据业主提供的地质资料，本区间盾构施工穿越的土层为：④灰色淤泥质粘土、⑤-11灰色粘土。
2．盾构隧道穿越地铁概况2.1 电力隧道与地铁位置关系及穿越时间⑴ 电力电缆隧道浦西段区间盾构在6＃工作井向5＃工作井推进时将下穿已建轨道交通4号线，电力隧道顶部与4号线上行线底部的垂直距离为9.4m，与4号线下行线底部的垂直距离为3.0m。
区间盾构在进行5＃工作井至4＃工作井段推进时将下穿已建轨道交通8号线，本电力隧道底部与8号线地铁隧道顶部的垂直距离为3.0m。
⑵ 电力电缆隧道浦东段区间盾构在9＃工作井向8＃工作井推进时将下穿已建轨道交通6号线，电力隧道顶部与6号线隧道底部的垂直距离为3.0m。
本电力电缆隧道与地铁线路关系见下表。
附图2 6＃井→5＃井段隧道与地铁4号线位置关系的平、剖面图。
附图3 5＃井→4＃井段隧道与地铁8号线位置关系的平、剖面图。
2.2 工程情况（1）5＃井→4＃井段隧道情况5＃井→4＃井段隧道下穿越地铁8号线，穿越位置处在西藏南路和斜土东路交叉口，交通特别繁忙。
电力隧道处在斜土东路下，地铁8号线处在西藏南路下。
穿越处路口详情见下图:5＃井→4＃井电力隧道下穿8号线地面情况图（2）6＃井→5＃井段隧道情况6＃井→5＃井段隧道下穿地铁4号线，穿越位置处在中山南路和南车站路交叉口，交通特别繁忙。
电力隧道处在南车站路下，两侧均为建筑物，地铁4号线处在中山南路下，南侧为内环线高架。
穿越处路口详情见下图:6＃井→5＃井电力隧道下穿4号线地面情况图（3）9＃井→8＃井段隧道情况9＃井→8＃井段隧道下穿地铁6号线，穿越位置处在龙阳路和东方路交叉口，交通特别繁忙。
电力隧道处在龙阳路下，北侧为南浦大桥引桥，地铁6号线处在东方路下。
穿越处路口详情见下图:9＃井→8＃井电力隧道下穿6号线地面情况图2.3 邻近构、建筑物和管线三个盾构穿越地铁的位置，均处于十字交叉路口，区域内均埋有一定数量的管线。
各区间穿越地铁处管线分布见下表。
2.4 工程地质及水文 2.4.1 工程地质（1）5＃井→4＃井段隧道情况5＃井→4＃井段隧道下穿越地铁8号线时，电力隧道处在⑤-12灰色粉质粘土层和⑤-31灰色粉质粘土夹粉砂层中，地铁8号线处在④灰色淤泥质粘土和⑤-12灰色粉质粘土层。
（2）6＃井→5＃井段隧道情况6＃井→5＃井段隧道下穿地铁4号线处，电力隧道处在⑥暗绿～草黄色粉质粘土和⑦-1草黄～灰色砂质粉土中，地铁4号线处在④灰色淤泥质粘土和⑤-12灰色粉质粘土层。
（3）9＃井→8＃井段隧道情况9＃井→8＃井段隧道下穿地铁6号线处，电力隧道处在⑤-11灰色粘土层和⑥暗绿～草黄色粉质粘土中，地铁6号线处在④灰色淤泥质粘土和⑤-11灰色粘土层中。
具体见附图1、2、3。
区间地层特性和物理力学性质见下表。
9土层物理力学性质表102.4.2 地下水地下水类型主要为松散岩类孔隙水。
孔隙水按形成时代、成因特征可分为潜水含水层、承压含水层，对本工程有影响的地下水类型可分为潜水和承压水。
本次测得地下水位埋深为0.40～2.30m，水位埋深标高约 3.67～1.09m，属潜水类型，受潮汐、降水量、季节、气候等因素影响而变化，设计按年平均水位埋深0.5m。
根据勘查资料显示，场地周围无污染源,地下水均未受环境污染,场地地下水类别属于Ⅲ类。
综合判定场地地下水和土对混凝土结构无腐蚀性。
拟建场地浅部地下水属潜水类型，补给来源为大气降水及地表径流，潜水水位埋深一般为0.40～2.30；承压水层分布于第⑤-2、⑤-32、⑦-1层土中，其中⑤-2层微承压水头埋深为10.40m，承压水头标高为-6.48m；⑤-32层微承压水埋深一般为4.25～12.50m、承压水头标高为-0.51～-8.50m；⑦-1层微承压水头受地下水抽取影响，其承压水头一般略有变化，承压水头埋深一般为4.60～12.60m、承压水头标高为-0.78～-8.30m。
3．盾构机本工程浦西、浦东共4个区间，拟采用3台Φ6340mm加泥式土压平衡盾构进行掘进，其中浦西2个区间使用1台掘进，浦东2个区间使用2台掘进。
开挖时，碴土通过刀盘开口进入土舱，再经过螺旋输送机从土舱底部排出，由皮带输送机运送排入土箱，然后由土箱车送至地面。
土舱里充满了碴土和高浓度泥浆或泡沫等添加剂的混合物，该混合物具有良好的流塑性。
在开挖过程中，通过调节螺旋输送机的转速以平衡进土与排土量（碴土+水+高浓度泥浆），使土舱内的土体（混合物）保持在设定的土压力值上。
土舱里的土压值在开挖过程中始终受到控制并保持。
在开挖过程中，螺旋输送机的转速随着土压力传感器的指示会作相应的调整。
由于加泥式土压平衡盾构机对推进时的土压力控制比较精准，所以推进时对周围环境的影响也非常小，完全适用于穿越地铁隧道的施工。
拟采用的Φ6340mm加泥式土压平衡盾构见下述章节（以其中1台为例，其余盾构主要参数与其类似）。
3.1主要参数3.2盾构机主要液压部件、人闸性能参数3.3 后配套台车上安装的设备4.电力隧道下穿轨道交通地铁线4.1施工准备4.1.1 现场踏勘及资料收集在穿越施工前约1个月，通过相关部门配合到盾构欲穿越段的地铁结构内部进行现场踏勘，了解现场的工况条件。
当电力隧道施工时，施工过程中将穿越的轨道交通4号线、6号线和8号线均已投入运营，因此施工前需到地铁运营管理部门联系，争取取得该线路运营期间（近期）监测的资料数据，以进一步了解该结构的变形情况。
4.1.2管片预留注浆孔为了有效控制盾构穿越前后的地面及运营中地铁线的沉降和位移，在穿越区及前后的管片上适当增加注浆孔数量，每环管片增开10个注浆孔，邻接块、标准块及落底块分别增开2孔。
见下图：管片增开注浆孔布置图4.1.3 分阶段控制区划分根据盾构穿越地铁线的工况特点，将盾构穿越地铁分为3个阶段，分别为盾构穿越前试推进阶段，盾构穿越阶段和盾构穿越后阶段： 4.1.3.1 盾构穿越前试推进阶段设定一段40环为推进试验段，将盾构切口到达地铁隧道前45环～6环作为盾构穿越试推进段。
在这段范围内主要收集盾构推进参数，以及不同的施工参数对周围环境的影响大小。
4.1.3.2 盾构穿越阶段把盾构切口到达地铁前5环开始设为穿越段开始，直至盾尾脱出地铁范围5环后定为穿越段。
该控制区段施工时，主要根据穿越试推进段总结的推进参数和施工数据来指导盾构的推进施工。