工程概况
夹在荒川和隅田川两条河流之间的东京都足立区千住地区,为了彻底解决内涝灾害,正在建设隅田川干线。其中,东急建设负责施工的“隅田川干线Ⅲ期工程”,需要在40m大深度地下接入既有Ⅰ期盾构隧道。
Ⅰ期隧道外径5.5m、长3.1km,连接千住泵站和千住西泵站。在建的Ⅲ期盾构隧道外径6.35m、长270m,自千住关屋泵站始发掘进,计划于2018年6月连入Ⅰ期隧道。由于上方埋设管线较多,因此施工要求完全暗挖方式。
为了实现两条隧道的接合,决定在Ⅰ期隧道的中间段采用冻结法实施扩挖。
冻结施工
此次施工中,自扩挖区间的前后工作井内,使用钻掘机埋设了长13.9~17.7m的放射冻结管共计128根,利用零下30℃的氯化钙溶液在冻结管内循环,使周围土体冻结,达到止水和提升土体强度的效果。另外,为了使挖掘时土体能保持自立稳定,在既有隧道旁也埋设了58根内部放射冻结管。
连接处周围形成了可确保地基止水性与强度的冻土,冻土量达到3700m3,为日本近年来下水道施工中最大级冻土量。
由于冻结会造成土体膨胀,特别是水分不易流失的粘性土膨胀量尤其大。因此在冻结范围外侧设置了温水管使水进行循环,避免形成过多冻土。经过120天,冻结施工完成。
施工引入CIM技术,监测冻土形成和地基变形
既有管片背面冻土
隧道扩挖
冻结完成后,进行隧道扩挖:每拆除1环既有的宽1m的钢管片后,切削冻土、拼装2环宽0.5m的扩挖用钢管片。这样一个施工循环周期约10天。进行扩挖施工的区间全长16.5m,其中8.5m长的“扩挖段”将从原先的外径5500mm拓宽至9500mm,而前后各4m长的区间是隧道外径逐渐变化的“台阶段”。扩挖施工于2017年1月开始,9月完成。
扩挖用管片
为了填充完成拼装的管片与土体的间隙,采用了在管片背面附袋的“E-Bag工法”,向袋体内注浆使其膨胀。
台阶段使用的扩挖用管片,在除去涂装的位置上贴袋
一般而言,管片仅在隧道横断方向上受到土压力和水压力作用。但台阶段的管片除了横断方向上的力以外,还会受到隧道纵断方向上的水、土压力作用。因此,台阶段管片的环间接头采用了直径52mm的巨大螺栓,以承受管片环之间产生的巨大弯曲应力。
隧道接合
扩挖施工于9月完工后,进行了开口部位加固材料与洞门装置的安装、通过温水循环解除冻土、对土体间隙内填充水泥膨胀土等后续工作。隧道地下T接施工预计在2018年6月进行。
就像大家在上图看到的,该工程的连接采用的是机械法施工,具体是采用盾构还是顶管,又会有什么创新技术,让我们拭目以待吧!