软土地区盾构穿障技术

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随着地铁的持续建设、地下交通网络的不断完善，地铁的施工环境变得越来越复杂。同时，在地铁施工中经常遇到地铁线路需要穿越既有桥梁基础、建筑物基础等地下结构物的情况。

由于软土地区盾构隧道穿越既有桥梁时，对土体变形影响大，并对基础托换技术提出了更高要求。此外，盾构隧道穿越既有建筑物桩基时，磨桩技术的复杂性高，使相关理论研究成果，远落后于工程实践技术需求。

针对上述需求，由浙江工业大学牵头，联合了多家在既有桥梁桩基托换新技术、磨桩技术、隧道开挖引起土体变形计算方法等方面，有丰富经验的设计、施工、检测、科研单位，立项开展了“软土地区盾构隧道穿越运营桥梁的关键技术”的研究工作。

盾构机刀盘设计

盾构机刀盘现场实物图

盾构穿桥三维模型示意图

关键技术

如何对运营桥梁进行加固改造？如何合理配置磨桩道具，使之有效切削混凝土？如何解决钢筋缠绕盾构机刀盘问题？面对这些新问题，经过多番实践和理论研究，项目组依托杭州地铁二号线穿越杭州凤起桥项目，针对新型结构U型结构托换技术，高压旋喷桩地基加固技术，以及新型磨桩技术，通过系统的理论分析、原位测试和数值分析，并结合工程实践，对软土地区盾构隧道穿越既有运营桥梁领域中的重点和难点开展了系统攻关。

经过系统研究，项目组提出了托换结构与既有结构的协调工作机理和变形控制理论，三段高差立体刀盘磨桩新技术及轻压力、微扰动磨桩技术，正面附加推力、盾壳摩擦力和附加注浆压力引起的土体变形计算公式，以及修正的双线盾构隧道统一土体移动模型解。

主要特征

该技术形成了盾构穿越既有桥梁桩基的变形控制理论，揭示了托换结构和既有结构的应力传递路径和应力重分配模式，实现了有限空间条件下大跨度桩基的整体托换加固。

开发了一种同心圆三段高差立体刀盘的轻压力、微扰动磨桩技术，实现刀盘在切削既有桩基时处于削磨状态，可有效地破碎混凝土材料，切断钢筋，该技术不需要停机更换刀具，可更容易控制地面变形，使盾构能顺利穿越桩基。

应用实践

项目组提出的软土地区盾构隧道穿越既有运营桥梁的关键施工技术，在杭州地铁2号线和5号线、上海地铁9号线等工程中应用，解决了软土地区盾构隧道穿越既有桥梁桩基的关键技术问题，显著推动了行业科技进步，产生了显著的社会和经济效益，推广应用前景广泛。