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极软土地层异径盾构地下对接——石卷中央干线雨水管渠复兴工程关键技术解析
东日本大地震引发的区域性地基沉降，使得日本石卷市原有雨水自然排放系统功能大幅退化，城市内涝风险持续攀升。作为灾后复兴的核心市政工程，石卷中央干线雨水管渠复兴工程采用泥水平衡盾构，在地下15～20 m深处修建总长3.15 km的排水干线。工程不仅要穿越含粒径1.8 m漂石的软硬交替复合地层，还要在市中心主干道下方完成2台异径盾构地下对接。对接段地层标准贯入试验锤击数N仅为1，且夹杂大量贝壳碎屑，常规土体加固手段完全达不到施工要求。项目以冻结法为核心工艺，配套自主研发的强制解冻同步填充工法顺利完工。
石卷中央干线雨水管渠复兴工程分为中游、上游2个标段，成型隧道内径为3.25～4.25 m。中游标段盾构直径为4.85 m，线路总长1 753.11 m，最小平面曲线半径为30 m；上游标段盾构直径为3.78 m，线路总长1 392.80 m，最小平面曲线半径为50 m。2段隧道均采用钢筋混凝土管片衬砌，仅地下结合段增设特殊内衬，其余区间不设置二次衬砌。
线路穿越典型复合地层，中游始发段240 m为含粒径1.8 m漂石的洪积砾岩层，单轴抗压强度超200 MPa，后续以冲积黏性土为主；上游主体为洪积黏性土，对接前存在砂层与砂砾层互层的土质突变带。难度最高的地下对接段为标准贯入试验锤击数N仅为1的极松散软黏土，且含大量贝壳碎屑。
异径盾构地下对接为本工程最大技术难点，为此，建设方研究形成对接成套关键技术，并成功应用。
1）工法优化
原方案采用高压喷射搅拌法进行对接区地基加固。但现场试验证明，地层内贝壳碎屑会干扰搅拌切削，易形成大面积未加固盲区，强度、止水均不达标。多方案比选后选定冻结法作为对接段地基加固核心工艺，可不受地层中贝壳杂物干扰，形成的冻土墙止水性能与整体强度更可靠，且施工钻孔数量少，对地下管线干扰小。
2）分块温控
工程采用插入式异径对接工法，先解体中游大直径盾构刀盘与驱动机构，再由上游小直径盾构插入完成连通，示意见图1。为防止切割时高温融化冻土，项目搭建双层测温管控体系，全天候监控冻土温度场，并实时核查冻土与钢壳黏结完整性；采用分区块间歇切割，使冻土温度恢复稳定；解体完成后在先行盾构内设置密封隔墙，插入段填充低温固化特种砂浆，全程稳定开挖面泥水压力，隔绝涌水风险。
图1 插入式盾构地下对接示意图
3）主动控沉
传统自然解冻会造成软黏土大范围收缩沉降，项目自主研发强制解冻同步填充工法。采用温水循环梯度融化冻土，土体收缩处同步注入注浆材料补偿体积亏空，从源头抑制地表沉降。经测算，对接段冻土总量为445 m3，设计补偿注浆量为35 m3。实测地表最大沉降仅3 mm，远低于9 mm预警阈值，主干道与周边建筑全程安全可控。
全线2台盾构顺利贯通、完成异径地下对接，冻结加固结合分段温控解体，全程无涌水、坍塌险情。项目于2023年正式投入使用，承担城市雨水排涝防灾功能。
（摘自 隧道网微信公众平台 2026-08-07）
发布日期： 2026-08-26 浏览：
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