浅覆土与环境保护的双重挑战——日本坂部隧道工程管幕施工

发布于：2025-02-26 10:38:26 来自：道路桥梁/隧道工程

作者：STECJin

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日本坂部隧道工程是日本国道1号北势旁道工程的重要组成部分，位于三重县四日市市，穿越海拔70～80m的丘陵地带，面临 浅覆土和环境保护 两大难点，让我们一起来看看它是如何克服重重困难的吧！

管幕施工难点和解决措施

该工程隧道几乎完全下穿一处运营中的高尔夫球场，最小覆土厚度仅约 3m ，对地面沉降控制提出了极高的要求。为了将隧道施工引起的地表沉降控制在 50mm 以内，工程采用 直径812.8mm的管幕法 进行施工，主要存在以下难点：

难点①管幕施工噪音：

管幕施工中顶管机需按照预定轴线逐个推进带槽的钢管以实现连接，但钢管撞击产生的噪音对始发基地附近居民的影响尤为显著。

解决措施： 三维工程噪音预测分析该区域的噪音限制标准为昼间50dB、清晨和傍晚45dB、夜间40dB。通过构建一个尺寸为宽18.5m×长53.5m×高17m的隔音棚，可有效满足夜间40dB的噪音限制标准。

难点②管幕施工顶进管理 ：

管幕施工在覆土厚度约3m的黏性土和砂质土的欠固结土层进行，地表沉降控制要求高。

解决措施： 施工采用泥水式顶管法以及 可回收型的unclemole顶管法 ，通过在输泥管和排泥管上安装流量计和密度计，建立了动态管理排土量的顶进管理系统。

难点③实时监测两台顶管机：

为了确保本工程能够按期完成，计划在完成顶端基准顶管作业后，使用2台顶管机进行平均长度约113m的推进作业，需要对2处开挖面产生的不同沉降点进行实时监测。

解决措施： 采用基于GNSS的埋设型测量点网格状布置监测点，通过无人机获取的多视点图像进行SfM分析，实现了对影响范围全域地表沉降的测量。

管幕施工地表沉降的极限值为50mm，其中25mm为管幕施工期间的目标管理值。基准管的施工约持续了3个月。在随后的开挖作业中，不仅确保了开挖精确度，同时对开挖渣土量进行了有效控制，高尔夫球场内测得的最大沉降量为 2mm 。

隧道开挖施工难点和应对措施

在隧道开挖施工过程中，最初设计是当起点侧管幕施工完成后，施工隧道临时设施并自起点侧开挖，但存在以下难点：

难点①：

起点侧施工场地的作业需与其他照明工程进行协调，导致临时设施的过渡周期延长。此外，须考虑施工对居民生活环境及道路交通安全可能产生的影响。

解决措施： 在施工场地周边居民区较为稀疏的地区，可在管幕施工临时设施拆除作业之前，即可施工隧道临时设施的终点一侧启动隧道开挖工程。

难点②：

在隧道开挖作业中，包括管幕施工在内，需将开挖作业引起的高尔夫球场地表沉降控制在50mm以内。

解决措施： 在隧道开挖作业中，采用管幕法作为辅助工法的基础上，还实施了开挖面喷射混凝土、上半部分临时仰拱以及使用了仰拱喷射混凝土和钢支撑的微台阶式开挖，实现早期闭合，以进一步抑制地表沉降。

此外，在开挖作业初期阶段，对管幕施工终点的仰拱实施了3跨施工（L=31.5m），将管幕从悬臂梁结构转变为两端固定梁的支撑状态，从而更有效地控制隧道开挖引起的围岩变形和地表沉降。

供稿： JIN

编审：VICKY

制图：TT

排版：海绵小新

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