1 日本中央环状线
日本首都东京高速公路网络由9条放射线道路和3条环形线道路组成（见图1）。3条环形道路分别为距首都中心大约8 km的“首都高速公路中央环线（中央环状线）”、距中心15 km的“东京外环环状道路（外环线）”及距中心40～60 km的“首都圈中央联络车辆道路（圈央道）”。
图1 东京高速公路网络
中央环状线全长约47 km，东侧与北侧全长26 km的道路于2002年开通，西侧全长11 km的新宿线于2010年3月开通，最后施工全长9.4 km的品川线将于2015年3月正式通车。品川线是连接中央环状新宿线及高速3号涩谷线的线路。线路完成后将提高日本高速道路全体交通网络的能力，缓和首都中心环线的慢性堵塞。中央环状线示意如图2所示。
图2 中央环状线
2 品川线工程概况
1）品川线起自品川区八潮三丁目，终至目黑区青叶台四丁目，总长9.4 km，双向4车道。考虑到周边环境影响，品川线工程中约9成区间都采用隧道结构，大部分均采用盾构法施工，盾构施工总长8 km。同时由于隧道区间较多，为了保证隧道内汽车行驶环境的安全和舒适，故在大井北、南品川、五反田、中目黑4处设立了排气口。工程施工参数见表1。
表1 品川线工程施工参数表
2）品川线沿线地处武藏野台地，台地内涩谷河和目黑河等小河流顺流而下，河流沿岸分布有谷底低地。除此之外，武藏野台地前面分布有东京滨海低地，而这一低地前方又有江户时代干拓明治时代填海造地的陆地分布。主线隧道计划通过地大部分由上总层泥岩组成，一部分地区零散分布有砂岩和泥岩的重叠层，地盘结实稳固。地表附近，离地面0～20 m之间分布有柔软的冲击黏土层，并通过砂砾层与上总层群分开。品川线工程剖面图如图3所示。
图3 品川线工程剖面图
3 品川线关键施工技术
3.1 长距离大断面盾构掘进
品川线工程采用f12.55 m的大断面土压盾构一次性挖掘全长8 km的地下隧道。为了应对长距离掘削，盾构在刀盘设置、换刀方案、同步施工、配套系统等各方面进行了改进。
1）盾构采用无外周环的辐条形刀盘，确保较大开口率，以此为了提高出土性能及防止土砂在土仓内堵塞；
2）将先行刀及中心刀刀头配置成接力刀方式，同时将仿形刀设计成刀头调换结构，来应对盾构刀具磨损情况；
3）同步掘进拼装系统采用千斤顶压力控制的FLEX系统，可以在掘进中完成1环（共9块）中5块管片的拼装，缩短了管片拼装时间；
4）隧道上部采用车辆运送混凝土及其他材料，采用皮带输送机运送土砂：下部采用轮胎式台车自动运送管片。
品川线盾构实物如图4所示。
图4 品川线f12.55 m土压盾构
3.2 大桥连接段工程
大桥连接段工程是在新宿线隧道上设计开挖段，从开挖段开始使用盾构工法施工。新施工隧道与从大井方向过来的品川线主体隧道合并形成分合流段。大桥连接段工程平面布置图见图5。
图5 大桥连接段工程平面布置图
工程分为开挖段、盾构段、分合流段施工。
1）开挖段位于山手通道匝道处，开挖长55 m，深33 m；由于在开挖过程中限制作业带宽度为6 m，故采用CSM（铣削深层搅拌技术）工法进行施工。
2）盾构段采用φ9.7 m的双层壳体盾构机（见图6）进行掘进，盾构完成第一条隧道掘进后，内层壳体脱出进行第二条隧道的掘进；隧道施工中应用新型KL管片（Key Lock Type Segment）。
图6 φ9.7 m的双层壳体盾构机
3）分合流段施工则采用“明挖和非开挖相结合”的新型施工工艺，将分合流段2条隧道合并成1条（见图7）。工程中还在山手通道分叉十字路口附近采用了管片压入型沉箱工法（Urban-ring）施工了一条避难通道，施工过程中的噪音小。
图7 大桥连接段工程分合流段施工模拟图
大桥连接段工程具体参数见表2。
表2 大桥连接段工程具体参数
3.3 U型调头通道中曲线管棚的应用
U型调头通道是车辆进行紧急调头的设施，通道主体结构高约8.0 m、宽约10.3 m。主体结构采用矩形钢结构形式。通道施工中，在已完成的2条并行隧道顶部浇捣曲线管棚，侧面浇捣直线管棚，待隧道管片内部设置支撑后，对并行隧道中间土体的上部挖掘。边挖掘边固定顶部曲线管棚，随后进行下部结构挖掘。以此完成U型通道施工。施工步骤见图8。
图8 U型通道主要施工步骤图
3.4 改善隧道环境的排气口建设
排气口能稀释隧道内车辆排放的有害气体，并将稀释后的有害气体收集到排气口，通过排气塔向空中排放并吹散，减少对周边环境的影响。在排气口中安装了SPM电气集尘器和脱硝装置。SPM集尘器可以去除80%的浮游颗粒，而低浓度脱硝装置可以去除90%以上的NO2。品川线设置4个排气口，排气口的设备安放位置见图9。
图9 排气口设备安放位置图
4 结语
2015年3月中央环状品川线即将通车，届时日本首都高速中央环状线将全部完工。建成后的环状线可以缓解市区的交通拥堵，使整体高速道路网络高效运作。
摘自《上海隧道》