2018·4·Building Construction 590
天然气隧道过江工程中的盾构机选型
裘水根
上海市机械施工集团有限公司 上海 200072
摘要： 根据上海崇明天然气隧道北港过江工程的地质及水文条件，并结合崇明天然气隧道工程超长距离、高水压、小
直径的特点，分析了小直径越江隧道盾构选型的适应性，从而对刀盘刀具、主轴密封、盾尾密封等进行了详细的研
究，提出了适合崇明天然气隧道工程的盾构机类型，对今后类似工程具有指导意义。
关键词： 隧道工程；超长距离；高水压；小直径泥水盾构；盾构选型
中图分类号：
T U 6 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 018)0 4-0 590-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 018.0 4.0 50
Shield Machine Type Selection in
Natural Gas Tunnel River-Crossing Project
QIU Shuigen
Shanghai Mechanized Construction Group Co., Ltd., Shanghai 200072, China
市政工程 MUNICIPAL ENGINEERING
道 总长为8 2 36.8 62 m ， 内径仅3.4 m ， 一次性推进完成，盾
构 推进绝大部分在长江底，隧道距离长江水面深约35 m ，
地 下水压高。同时隧道推进需穿越⑤2层 、⑤3-2 层 微承压
水 层，高压地下水的施工环境对盾构耐磨损、耐高压和寿
命 等方面提出了极高的要求。
3.2 小直径
狭 小的隧道断面与超长的距离给隧道内通风、运输等
都 带来了巨大的困难，通风和运输的设计必须兼顾施工的
需 求量和隧道内布置空间的局限性，每一分空间都弥足珍
贵 。运输断面的缩小，还给长距离快速施工的运输保障提
出 了巨大挑战。
3.3 高速施工
本 工程的建设周期约为41个 月，除了工作井和隧道主
体 施工外，还要在隧道内铺设天然气管道，以及预留隧道
内 或将填充加气混凝土的时间。因此，留给隧道施工的工
期 就相对较紧。
4 盾构机类型选择
天 然气过江管北港过江隧道工程最大坡度为4.0 % ，
最 大深度处绝对高程为－36.6 98 m ， 最小平曲线半
径 为3 0 00 m ， 最小纵曲线半径为3 0 00 m ， 管片外径
为 3 960 mm、管片内径为3 400 mm，通用环楔形管片。隧
道最高潮位5.8 8 m ， 最大水深8.9 1 m ， 土层高度33.6 68 m ，
最 大水土合算压力0.6 76 M Pa。
地 层渗透系数对于盾构机的选型是一个很重要的因
素 。当地层的透水系数小于10
-7 m /s 时 ，可以选用土压平衡
盾 构；当地层的渗水系数在1× 10
-7～ 1× 10 -4 m /s 之 间时，既
可 以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的
透 水系数大于1× 10
-4 m /s 时 ，宜选用泥水盾构 [1 ]。
1 工程概况
拟 建设的上海天然气主干网（上海浦东—长兴岛—
崇 明岛）管道工程需2次 穿越长江，设计采用盾构法施
工 。其中长兴岛—崇明岛的北港过江工程盾构隧道长度为
8 .2 36 k m ， 盾构隧道内径为3.4 m ， 建成后将为崇明岛和长
兴 岛提供低能耗、低污染、低排放的天然气（图1） 。
天然气越江管道
车辆越江隧道 崇明岛 长兴岛
图1 长兴岛—崇明岛的盾构隧道示意
2 工程水文地质情况
本 工程隧道穿越的主要地层有：④灰色淤泥质黏土、
⑤ 1-1 灰 色黏土、⑤2粉 砂、⑤3-1 粉 质黏土、⑤3-2 灰 色粉
砂 夹粉质黏土、⑦1粉 质黏土与黏质粉土互层。根据本场
址 附近的长兴岛水文观测站的潮位资料，实测最高潮位
5 .8 8 m ， 实测最低潮位－0.2 9 m ， 平均高潮位3.3 0 m 。 地下
水 位潜水含水层年平均水位在地表下0.5 ～ 0 .7 m 。
3 工程难点
3.1 超长距离
本 工程隧道具有长度长、隧道内径小的鲜明特点。隧
作者简介：裘水根（1977— ），男，本科，高级工程师。
通 信地址：上海市洛川中路701号 （200072） 。
电 子邮箱：4253074@ qq.c o m
收 稿日期：2018-0 1-2 2
建筑施工·第40卷·第4期 5
天然气隧道过江工程中的盾构机选型（论文）.pdf
