缓解用地紧张，克服复杂地层——日本配水管网建设中的小型盾构施工

为了应对因灾难等突发情况导致断水或影响饮水水质的情况，日本持续推进供水站、配水管网等设施的建设。目前，东京都水务局王子供水站新建工程正在施工过程中，其中的配水管网建设由于接收井用地紧张且盾构隧道地质情况复杂，采用了多种施工工艺。让我们一起来看看吧~~~

     

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工程概况

         

王子供水站新建工程配水管网全长约2.8km，隧道主要位于都道明治大街下方，采用开挖外径φ2210mm泥水平衡盾构施工。根据线形需要，一次衬砌使用宽度在300～750mm的钢制管片，管片密封采用对渗透漏水适应性较强的水膨胀型密封条，配水主管采用球墨铸铁管。

该工程还包括始发及接收工作井施工。其中，始发井兼作其他工区盾构工程的接收井，平面形状为7.6m×4.0m与6.8m×6.0m的长方形组合，深度8.4m，采用钢板桩打入法建造。接收井为圆形，直径φ7.9m，深度26.4m，采用城市沉井法（Urban Ring Method）建造。

           

             

             

             

             

             

             

始发井    

             

             

接收井

           

             

             

             

             

         

技术应用          

         

Urban Ring工法在接收井施工中的应用

接收井周边紧邻民房等建筑，前期进行了侵限建筑物拆除及注浆加固，随后在20.5m×14.8m的狭小场地内，采用Urban Ring工法施工直径7.9m、深度26.4m的圆形竖井。

工艺应用中，需在沉井井壁外周四处设置沉放锚杆（每处8根PC钢绞线，长43.15m）作为管片沉放的反力。为了避免一处锚杆位置与车辆通道和盾构基线发生冲突，设置了锚杆倾斜施工。

同时，基于竖井场地的极限布置情况，无法设置管片存储区，需在组装当天将管片运抵现场。场地内仅能容纳一辆车辆，因此对车辆进出也进行了严格控制和管理。

         

接收井地下水位较浅（距地表仅2.76m），开挖大部分在水下进行，选用水下不分离混凝土作为基础混凝土，适应工程需求。

在管片侧面安装了倾斜计，通过测量监视器实时监控姿态，以此调整千斤顶压入力，完成高精度接收井施工。

小型盾构复杂地层施工技术

盾构为开挖外径φ2210mm泥水平衡盾构，其施工线路的最小曲率半径为15R，最大纵向坡度为10‰（下坡），盾构掘进总长度为2833.1m。穿越地层包括有乐町黏性土层、东京砾石层和砂层，地层中检测到可燃性气体，且确认最大砾石粒径达80mm。

由于隧道线形地处明治大街下方，无法中途设置中间竖井，盾构刀盘设计成无需更换刀具即可完成全线掘进的刀具布置（每条轨迹上布置4把）。为应对刀盘磨损，采用了外周环保护刀具，并在外周部设置了2处磨损检测刀具。

针对可燃性气体，采取了机内防爆措施，设置了空气隔断台车，并在盾构内设置了两套可燃性气体检测系统。此外，采用了三道尾刷，最后一道为聚氨酯刷，同时安装了回填材料防回流挡板。

         

工程进展          

         

盾构在东京砂层（单一地层）推进过程中，发生了刀盘压力上升的情况，推断是设计所用刀具形状不适合该地层（放弃了注重挖掘性能的刀具，选用了注重耐久性的刀具）。最终，在该地层将盾构掘进速度降至约5mm/min成功抑制了千斤顶推力的过度上升。工程于2019年12月2日开工，截至2024年6月，盾构已累计距离约2700m，即将进行盾构接收。          
         

            

供稿：JIN

编审：SS

制图：TT

排版：海绵小新

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