上海桃浦初雨調(diào)蓄工程位于普陀區(qū)，建成后將減少區(qū)域內(nèi)初期雨水對(duì)河道水質(zhì)的影響，改善周邊河道水環(huán)境質(zhì)量，對(duì)提升初期雨水治理能力、切實(shí)保護(hù)城市水環(huán)境具有非常重要的意義。其中的1.2及1.5標(biāo)由上海建工基礎(chǔ)集團(tuán)承建。

項(xiàng)目原擬建的工作井DG15地理位置特殊，臨近周邊居民小區(qū)、道路橋梁，施工占地大、難度高，對(duì)周邊社區(qū)影響大。經(jīng)過業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位的充分研判，項(xiàng)目建設(shè)方案進(jìn)一步優(yōu)化，決定取消DG15井位。

方案優(yōu)化后，DG16-DG14井區(qū)間為一段曲率半徑R=115米，長度185.3米的急曲線盾構(gòu)隧道，隧道穿越主要涉及④1灰色淤泥質(zhì)粘土(標(biāo)準(zhǔn)貫入N擊為1.4)、局部穿越⑤1灰色粘土軟弱土層(標(biāo)準(zhǔn)貫入N擊為3.7)。

在這之前，急曲線盾構(gòu)掘進(jìn)穿越中心城區(qū)軟弱淤泥質(zhì)土層，尚無成熟的案例可以借鑒。在中心城區(qū)軟弱淤泥質(zhì)土層中，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)及隧道軸線控制難度極大，這是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。

多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成功運(yùn)用

基礎(chǔ)集團(tuán)聯(lián)合業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位以及設(shè)備制造商成立技術(shù)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)和科研課題組，開展系統(tǒng)化的軟土地層急曲線盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與研究，并成功取得上海市建委科研課題立項(xiàng)。

作為實(shí)施單位，基礎(chǔ)集團(tuán)聯(lián)合廠商對(duì)盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)研發(fā)，在球鉸、仿形刀、臺(tái)車等采取針對(duì)性措施，解決了急曲線盾構(gòu)機(jī)的可通過性難題。

盾構(gòu)機(jī)采用球形鉸接設(shè)計(jì)，使主機(jī)實(shí)現(xiàn)超小半徑轉(zhuǎn)彎功能。開發(fā)相適應(yīng)的新型鉸接密封設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低滲漏風(fēng)險(xiǎn)?？紤]設(shè)計(jì)富裕量，盾構(gòu)機(jī)最小設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)80米。數(shù)控仿形刀一備一用，實(shí)現(xiàn)可視化精準(zhǔn)超挖，最大超挖量可達(dá)5厘米。

螺旋機(jī)前端同步創(chuàng)新性采用被動(dòng)球鉸設(shè)計(jì)，可跟隨前盾擺動(dòng)，解決了急曲線段螺旋機(jī)與管片及臺(tái)車設(shè)備的空間干涉問題。皮帶輸送機(jī)具有輔助調(diào)向功能，滿足急曲線彎道輸送需求。優(yōu)化臺(tái)車長度，采取運(yùn)輸編組定制小型化、預(yù)設(shè)彎軌等措施。

面對(duì)急曲線段軟弱土層無法提供充足的側(cè)向力問題，基礎(chǔ)集團(tuán)提出對(duì)穿越區(qū)域土體預(yù)加固的方案，并聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)開展數(shù)理模型分析，驗(yàn)證土體預(yù)加固的必要性，經(jīng)市建科委咨詢論證，最終確定偏心“門”字加固形式，達(dá)到技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性的平衡。

同時(shí)借鑒特殊管片應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，緊密結(jié)合設(shè)計(jì)，優(yōu)化急曲線段管片設(shè)計(jì)，經(jīng)過三維軟件擬合，選用800毫米小寬幅預(yù)填充砼鋼管片，通過上海土木協(xié)會(huì)意見咨詢，論證了小寬幅預(yù)填充鋼管片的加工拼裝工藝。在滿足曲線隧道楔形量需求的同時(shí)，避免了側(cè)向分力對(duì)隧道影響造成的管片破碎現(xiàn)象。

急曲線段盾構(gòu)機(jī)超挖量大，基礎(chǔ)集團(tuán)就引入盾構(gòu)殼體克泥效注漿工藝，及時(shí)填充超挖間隙，有效控制隧道軸線與周邊土體沉降。首次成功應(yīng)用微型管片固定樁新技術(shù)，以快速凝固注漿型囊袋填充管片與土體間隙，形成有效支撐，有效減少隧道位移量。運(yùn)用雙儀器聯(lián)動(dòng)式自動(dòng)導(dǎo)向技術(shù)，加長有效觀測距離，解決急曲線隧道測量難題。

在2023年底到2024年初的54天中，總長185米、曲率半徑115米的急曲線段盾構(gòu)隧道圓滿完成，軸線偏差小于3厘米，隧道沿線沉降控制在1厘米以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了小偏差微擾動(dòng)盾構(gòu)施工。