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项目概况
汉普顿路隧道扩建工程计划在切萨皮克湾下新建一条约2 km的双向八车道的大直径隧道，以加强汉普顿和诺福克两座城市之间的交通连接。
此前，该区域已有2条沉管隧道，分别建于1957年和1976年。但这两条隧道设计的每日通行量为7.7万辆车次，而目前每天经过的车辆高达10万辆车次。严重的拥堵使得该地区急切需要一条新的隧道。本次新建的盾构法隧道和旧的沉管隧道一样，位于两座通过大桥与陆地连接的人工岛之间。
由于切萨皮克湾下地质条件复杂，所以该隧道项目充满挑战。盾构始发和接收井所在的两座人工岛的中心部分主要是由松散的充填料组成的，而岛屿的外围则堆砌了大量的大型硬石和碎石。离开岛屿后，盾构要面对的水底地质环境包含多种不同类型的沉积物，主要是由非常松散—非常紧密的黏土和沙子构成，部分区域还夹杂有大量的贝壳碎片；沿线各区域的地层硬度从非常软到中等硬度也各不相同。
为应对复杂的地质条件，施工团队采购了一台可在泥水模式和土压模式间切换的海瑞克多模式盾构（又称变密度盾构）用于施工。
盾构转向
按照设计，汉普顿路隧道工程的盾构需要在北岛竖井完成转向，并继续掘进双线隧道中另一条。由于使用2台隧道掘进机成本太高，而拆除并重组1台盾构需要的时间太久，因此，使用氮气滑行装置来让盾构进行旋转可能是项目的最佳解决方案。
氮气滑行装置的初次使用是在英国的银城隧道项目。在银城隧道项目中，施工团队使用该装置成功让一台直径11.91 m的盾构在竖井内完成了转向。
使用氮气滑行装置的第1步是将盾构机头安置在装置上部，然后装置底部会泵满氮气，并使用橡胶裙边密封，形成一个气垫，最大限度地减少接触和摩擦；地板事先涂抹油脂，方便盾构转向。
在汉普顿路隧道工程中，35名工作人员使用氮气滑行装置耗费8 h，成功将直径14 m的盾构“玛丽”旋转180°，做好了再度始发的准备。
“毛毛虫”状竖井
除了盾构调头外，汉普顿路隧道工程的盾构始发竖井还使用了类似“毛毛虫”或“花生”的多单元连续竖井的结构设计。
竖井由相互连接的墙体组成，墙体厚度不等。这种设计可以将作用在开挖区外部的径向土压力以压缩的方式传递到周边墙体上，使其在环向应力作用下工作。该设计让竖井在几何形状上有了一定的灵活性，并且可以减 少内支撑以及围檩施工。尽管总体的开挖土方量有所增加，但开挖设备的移动更为灵活，垂直出土效率更高，总体开挖效率大幅提升。
(摘自 隧道网微信公众平台 2024-08-07)
