日本东京都雨水管道立会川干线2期采用了H&V盾构法施工，2台盾构直径皆为5.58m，间隔仅9cm，以超邻近状态螺旋式施工2条隧道，并遭遇了R50m的急曲线段施工。过去小编也曾介绍过H&V工法及该工程基本情况（具体情况请点击“分离式、双圆式、螺旋式——自由的H&V盾构”查看），今天小编为大家带来该项目进一步的施工情况，让大家深入了解一下。
为何会在地下进行“螺旋式”隧道施工？
日本东京都雨水管道立会川干线2期工程全长778m、覆土约11～23m。这条雨水管道设计中面临多个难题：盾构始发井位于运河护岸桩下方，且新建盾构隧道管底标高必须高于既有管道，因此设计2条横向并排的内径5m的隧道。同时，为了保证隧道不占据河道两侧的私有土地，决定在这些区域采用隧道上下叠交的形式。因此，运用了“螺旋式”H&V工法。
最终，该工程H&V盾构机（2台）直径皆为5.58m，间隔仅9cm。该盾构机采用横二连形式始发掘进，随后遭遇转弯半径50m的一段急曲线施工。在距洞门约60m处，横二连形式的2台盾构中的右盾构机沿着左隧道外圈呈螺旋状掘进，逐渐移动至上方。在137m左右的掘进过程中从横二连转变为纵二连。后续就以纵二连形式掘进至接收井。
盾构机优化策略
为了应对复杂的环境工况，设计采用的螺旋式H&V盾构机必须进行优化改制才能满足需求，完成施工。
螺旋段：改变铰接方式及油缸位置
若采用现有的H&V盾构机，则会产生：①超挖较大、对周边土体影响较大，螺旋式掘进时产生300mm以上的超挖；②盾尾间隙的上下差较大，盾尾内的管片容易发生碰撞；③油缸与管片容易错开，导致管片受到偏压等问题。
以往的H&V盾构机
优化方案：
• ①将右机和左机的连接方式从刚接改为铰接，螺旋式掘进时右机能够进行3.9°摆动；
• ②将原本通过前体支撑的推进油缸改为通过后体支撑，以此可将超挖量控制在10mm左右；
• ③将盾尾间隙固定，使螺旋式掘进或曲线掘进时推进油缸与管片的方向一致。
螺旋式掘进专用盾构机
急曲线段：配置弯矩承受油缸及使用限定回填注浆袋
左右2台盾构机合计直径约12m，在转弯半径50m的施工中，由于左右盾构机的曲率不同，存在盾构机之间连接部位等发生干扰碰撞的风险。此外，连接部位通过的土体一般会有400mm左右的超挖。
对此，施工方在左机前体的侧面配备了“弯矩承受油缸”。横二连盾构掘进急曲线时，该油缸可抵住右机，获得右机传递的土层反力。根据H&V工法的应用测试，该反力最大可达到150t。
另外在急曲线施工中，盾构机通过后需要尽快使土体间隙固结，防止管片变形、确保油缸反力。因此，除了通常的回填注浆以外，还使用了一种“限定回填注浆袋”，能够从洞内对指定部位填充急硬性注浆液。
纵二连段：设置摆动挡块
在盾构机左右机连接处设置摆动挡块，左机设置外径1400mm的销，与右机设置的内径1401mm的孔进行连接。当盾构进行纵二连段施工时，取下摆动挡块，右机能够在相对左机0～4.5°的范围内摆动。
从右机内侧观察盾构机之间的连接部位
H&V盾构工法自1990年开发以来已成功应用于多个工程中。在以往的施工中，都是以横二连或纵二连掘进一段距离后，2台盾构中途分开掘进。此次施工则是首次应用了螺旋式掘进的方式。
H&V盾构工法应用案例一览
立会川干线2期施工近况照片
