①2
人工填土 江底淤泥
①3
②3
③1
④
灰黄色 灰色 灰色淤泥质 灰色淤泥质 砂质粉土 砂质粉土 粉质粘土 粘土
江中泵房 （共2处）
加固区 （共2处）
⑤1
⑤2
⑤3
⑤3t ⑦1-1 ⑦1-2
灰色 粘土
灰色
灰色
灰色
灰色
灰色
粘质粉土 粉质粘土 粘质粉土 粘质粉土 砂质粉土
⑦2f
灰色 粉细砂
盾尾设备一览
盾尾钢板刷
脂冻胀力作用下的安全状态。
冻结施工——检测内容、传感器布置及监测数据的作用
管片温度 在特殊环管片中工作冻结管的前后（在盾构前进方向上）一定距离位置
布置环向测温电缆，以监测管片外表面和管片厚度方向上的温度分布。测 温电缆布置在特殊环管片中预埋的Φ32测温管、第一环预埋冻结管（在更 换2道钢丝刷的情况下）或第三环冻结管（在更换3道钢丝刷的情况下）中， 测点沿管片外表圆周方向和厚度方向分别布置。
冻土帷幕发展厚度（m）
路径1-1方向
路径2-2方向
0.7
1.05
0.85
1.3
1.05
1.5
1.25
1.7
1.5
1.9
按最低－30℃的盐水冻结，5天盐水温度降至－20℃，20天降至－30℃， 冻结10天和16天时关键断面（路径1－1方向）冻土帷幕厚度分别达到 0.7m和0.85m，盾壳上冻土轴向覆盖范围分别为1.05m和1.3m，平均温度 分别约－8℃和－12℃。若继续冻结，冻土帷幕厚度将继续增加，其平均
围不得小于设计冻结壁边界外2m 。 2．保温应采用导热系数和吸水率小、阻燃性好的保温材料，
可采用聚氨酯、聚苯乙烯泡沫等保温材料，保温层厚度不应小于 30mm 。
冻结施工——监测目的
监测目的 (1)了解冻土帷幕的温度、厚度、形状，以判断冻土帷幕的安全状态； (2)了解冻结相关管片的温度，以判断冻土帷幕与管片的胶结状况； (3)了解冻结范围内油脂的温度与压力，以判断盾构壳体及管片在油
拆除管片替换盾 尾刷
清理、人工填充 油脂
盾尾钢丝刷替换
分多次替换完 成整环盾尾刷
盾尾刷替换剖面图
方案比选
方案二 （最终方案）
方案一 （初始方案）
盐水进水 盐水出水
临时推进措施
特殊冰冻环方案比选
早期方案一
早期方案二
特殊冰冻环方案确定 最终方案
特殊冰冻环
特殊拼装环方案比选
比选方案二 （19块封顶块）
温度将继续降低。
预计工期
冻土平均发展速度取20mm/d，冻结孔最 大间距450mm，冻土墙交圈时间:T=12,因 此冻结15天后可进行盾构钢丝刷更换
① 准备期 ② 冻结站安装、 冻结准备 ③ 积极冻结 ④ 盾构尾部检修 ⑤ 强制解冻及壁后注浆 ⑥ 设备拆除 ⑦ 总工期
10天 3天 15天 7天 7天 3天 45天
比选方案一 （5块封顶块）
特殊拼装环方案确定
比选方案三—A （4块封顶块）
经过反复商讨演算，最终确定方案三，即采用4块封 顶块的盾尾刷更换瓶装环
特殊拼装环方案讨论
比选方案三 —B （4块封顶块）
比选方案三的另一种类型，由于其施工制作难度极 高，故此方案仍在处于讨论阶段。
管片拆装步骤
模拟分析——冻结场温度模型
概况
浦 东 防 汛 大 堤
本盾尾刷损坏替换方案适用区域 （约4公里范围，在⑤3层土中）
长
江
下行线盾构 推进约1000m
浦东侧暗埋 段及工作井
上行线盾构 推进约2500m
图例
Hale Waihona Puke 原沉船范围 浅气层冲刷槽活动沙丘
平均水平面2.1m
长
兴
长
岛 防
汛
大
堤
江
长兴岛侧 工作井
土层
连接通道 （共8条）
大堤 （共2处）
①1
冻结施工——设计原则、隧道管片保温
设计原则 1．冻结帷幕强度必须满足盾构检修施工的安全和质量要求； 2．冻结方案应符合现场实际条件的施工可行性和良好的可操
作性。 3．施工方案应在满足工程要求工期的条件下具备优化能力。 4．施工方案及措施必须满足城市环保及节能要求。 5．减少冻胀与融沉的危害。
隧道管片保温 1．在冻结壁附近隧道管片内侧应敷设保温层，保温层敷设范
（8）冻结开始后60天冻结温度场的发展情况
模拟分析——冻结温度场分析
路径2-2
路径1-1
计算结果的处理采 用的2条路径
路径1-1在第10、16.4、22.5、 30、60天时，温度曲线
路径2-2在第10、16.4、22.5、 30、60天时，温度曲线
模拟分析——结论
冻结天数（d）
10 16.4 22.5 30 60
最不利⑤1-2灰色粉质粘土 冻结温度场模型
单元、边界、荷载图
计算参数
密度 kg/m3
⑤1-2灰色 粉质粘土
19.5
含水量 ％
24.4
导热系数 （未冻）
W / m℃
导热系数 （冻土）
W / m℃
1.24
1.62
塑限 ％
18.7
模拟分析——按照时间所采集的冻结温度场云图
（1）冻结开始后1.8天冻结温度场的发展情况
应急气囊
第一道钢丝刷 第二道钢丝刷 第三道钢丝刷
第一道 钢丝刷
第二道 钢丝刷
第三道 钢丝刷
应急气囊
盾尾钢板刷
盾尾钢板刷实图
盾尾刷替换施工流程
盾尾发生渗漏确 定需要更换盾尾 钢丝刷
采取临时措施推进
拼装特殊管片 （2环）
分区域拆除特殊 管片，暴露盾尾 钢丝刷
继续推进
盾尾刷更换完成 后强制解冻并进 行壁后注浆
作用： a、通过工作冻结管前后的环向测温电缆的监测数据判断冻土帷幕在隧 道轴线方向上的冻结范围以及冻土帷幕与管片的胶结状况； b、通过测温电缆内沿管片厚度分布的传感器监测数据了解特殊环管片 径向上的温度分布。
冻结施工——检测内容、传感器布置及监测数据的作用
冻土温度 将在第二和第三环冻结管之间的探孔打入冻土，其中布置测温电缆，
（3）冻结开始后10.4天冻结温度场的发展情况
（2）冻结开始后4.75天冻结温度场的发展情况
（4）冻结开始后16.4天冻结温度场的发展情况
模拟分析——按照时间所采集的冻结温度场云图
（5）冻结开始后22.5天冻结温度场的发展情况
（7）冻结开始后30天冻结温度场的发展情况
（6）冻结开始后28.5天冻结温度场的发展情况
测点沿探孔布置。探孔沿管片圆周适量布置（4-8个）。 作用： a、根据冻土温度判断其厚度； b、通过测温电缆内沿管片厚度分布的传感器监测数据了解管片径向上
的温度分布。 油脂温度
在油脂泄压孔中布置测温点测试油脂温度。 油脂压力
在油脂泄压孔内端安装压力表测试油脂压力。