下穿运营线路、切削地下障碍物——Milling盾构法的工程应用案例

Milling-mole工法是一种可直接铣削地下障碍物的顶管法，作为一项成熟的非开挖技术在日本已有多项应用案例（顶管机中的“清障能手”——一种切割金属障碍物的小型顶管施工技术）。最近，日本在盾构机上也配备了这项地下障碍物破除技术，让我们一起来看看吧~

Milling-mole工法是一种可直接铣削地下障碍物的顶管法，作为一项成熟的非开挖技术在日本已有多项应用案例（ 顶管机中的“清障能手”——一种切割金属障碍物的小型顶管施工技术 ）。最近，日本在盾构机上也配备了这项地下障碍物破除技术，让我们一起来看看吧~

Milling盾构机

Milling盾构法

Milling盾构法是使用前方探测装置对金属等地下障碍物进行探测，并通过盾构机直接对其切削清除的工法。地下障碍物的探测原理是在盾构机上配备发射线圈，在盾构机前方产生发射磁场，当该磁场接触到地下障碍物时会产生诱导磁场，由盾构机上安装的接收线圈进行感知。在本工程中，推测盾构开挖时可能遭遇钢板桩等障碍物，因此配备了地下障碍物切削装置。使用兼具先行刀功能的滚刀对障碍物进行破碎，然后通过切削刀切削突出部位，将障碍物破碎成粉末状后排出。进行地下障碍物直接切削时，需要控制盾构机推进油缸（共10个）的伸长速度，以超低速（0.1～1.0mm/min）掘进防止障碍物产生位移。

前方探测装置

切削机理

工程应用

在日本神奈川县1个下水道干线中进行了应用。

工程情况

工程名称	六乡遮集干线 1 期工程
施工地点	神奈川县川崎市川崎区
业主	川崎市上下水道局
施工单位	前田·名工·冈村共同企业体
成型内径	2400mm （盾构直径： 2980mm ）
土质条件	N ≤ 5 （冲积黏性土层）
施工条件	全长： 775.1m （下穿运营线路轨道区间： 115m ）覆土厚度： 11.8 ～ 13.9m

该盾构掘进时需穿越运营线路轨道下方，为了实时掌握施工诱发地层移动引起的轨道位移、提高施工精度和施工安全，采用了图像位移测量系统。

该系统使用了一套摄相机单元对设置在测量对象上的红外自发光标靶（取样点标靶）进行拍摄，并自动完成直至分析的一系列作业。由于能够同时拍摄全部测点获取分析结果，仅需10min左右即可完成测量工作。测点位置分别是在各轨道中盾构机穿越时轨道正上方及前后5m的3处、共计46处，施工控制标准是根据铁路公司要求设定在高低位移标准值的40%。

图像处理系统

在距地下障碍物预测位置前方2m处开始进行探测，确认有无障碍物同时掘进。在前方探测开始后不久，即在盾构机附近检测到存在地下障碍物。经确认，障碍物位于盾构机开挖断面上方1.0m以上的位置，因此无需对其破除。此后保持探测有无障碍物以及是否偏离预计位置同时掘进，最终顺利通过了地下障碍物区间。

前方探测开始后不久的显示画面

接近地下障碍物时的显示画面

应用效果

盾构机通过后，对既有运营线路轨道上15个测点进行监测，所有测点的位移都在控制范围内。采用图像位移测量系统对所有轨道位移量测量，测量结果没有发生缺测，盾构机通过后的轨道位移在-0.2～-1.9mm。

该工程采用Milling盾构机施工，在穿越既有运营线路时运用了图像位移测量系统对线路轨道下方等位置进行全面探测。轨道测量结果显示，下穿轨道的位移都抑制到最小限度，保证了施工中的列车运行安全。