近年来，盾构法作为隧道工程技术的首选，引领着隧道工程向大埋深、大断面、长距离的方向发展，也建成诸如美国西雅图SR99隧道、香港屯门隧道、武汉三阳路隧道等一批大直径海底隧道和城市道路隧道，但由于项目多处于环境敏感区域，地质条件复杂，建设过程中难免存在不确定因素。
近期，日本两项在建大直径盾构隧道接连遭遇难题，让我们一起去了解一下。
日本东京都内在建的深层排水项目—— 环状七号线地下广域调节池 是通过新建1条内径12.5m、长5.4km的盾构隧道，连接既有的“神田川·环状七号线地下调节池（内径12.5m、长4.5km、蓄水量54万m 3 ） 和“白子川地下调节池（内径10.0m、长3.2km、蓄水量21万m 3 ）”，形成总长13.1km、蓄水量143万m 3 的雨洪调蓄设施。
该项目原计划2025年度开通运营，但近期因盾构掘进土质较硬且黏度较高，工期大幅滞后，自始发起19个月仅掘进约640m，为原定掘进长度的45%。
盾构机掘进进度
2020年3月，该工程盾构机切削始发井的钢筋混凝土井壁时发生刀具破损。在通过增加刀具尺寸和强度等措施进行切削时，又发生了刀具与钢筋混凝土井壁突出的钢筋、底部堆积的钢筋铁屑等碰触导致一部分损坏。2021年12月完成全部切削，2022年2月进行了换刀， 2022年3月22日恢复正常施工。
至2023年3月，施工方发现掘进土质较硬，且黏度较高极易黏附在刀具上，因此掘进速度降低为原定的1/3。原计划在2023年末掘进至距始发井约1400m的中间井，但截至2023年10月11日仅掘进了约640m。
2023年10月6日，日本磁悬浮中央新干线的建设单位日本东海铁路公司（JR东海）发布消息称，该项目位于东京都内的北品川标段的盾构机因机身外壳渣土黏附，导致壳体向内侧产生变形约7cm，因此暂停盾构掘进。
壳体变形位置示意图
北品川标段盾构隧道长 8.2km 、埋深 83m ，施工方为熊谷组·大丰建设·德仓建设企业联合体。施工采用的 土压平衡盾构机直径14.04m 、主机长度14.53m。该盾构于2021年10月开始进行全长约300m的调查掘进，2022年3月掘进约50m后，因改良剂喷口发生故障一度停机长达1年以上，经处理后于2023年5月恢复掘进。
北品川标段的调查掘进区间内，盾构机距始发的北品川紧急出口约124m处
据JR东海称，2023年6月盾构机在调查掘进的曲线区间内掘进了60m后，需要根据管片位置调整内墙形状，因此在7月暂停掘进，在后方进行连接设备等过渡作业，同时对管片和设备进行检查，此时发现盾构机靠近曲线外侧的壳体有部分产生变形。
因壳体变形，管片朝向内侧偏移约3cm
具体故障原因是盾构机壳体表面突出的壁后注浆装置下方有超挖渣土形成粘结堵塞，局部产生较大压力。壳体受到向内侧挤压的压力后发生变形。受壳体变形影响，已完成拼装的管片相对于设计位置朝向内侧偏移约3cm。目前该误差在允许范围内，尚无安全问题。
盾构机壳体变形的示意图
盾构机停机后，计划使用高压喷射法清除黏附的渣土，同时使用千斤顶顶推壳体使其恢复至原位置。修复作业预计将持续半年左右。为了防止恢复掘进后再度发生类似问题，考虑增加曲线外侧的超挖范围，防止渣土黏附堵塞。
盾构机壳体修复作业示意图
翻译：JIN
制图：TT
编审：SS
排版：海绵小新
