日本隧道施工技術(shù)考察報(bào)告

日本隧道施工技術(shù)考查匯報(bào)365JT摘要：本文系作者于1994年6月赴日本考查隧道施工技術(shù)綜合匯報(bào)。分為上下兩篇。上篇介紹正在施工幾項(xiàng)大型工程，下篇介紹慣用施工技術(shù)與新技術(shù)，包含多面型盾構(gòu)機(jī)、盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品系列化、盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展新課題等。關(guān)鍵詞：日本隧道

施工技術(shù)

新進(jìn)展深層海底公路

地鐵

地下河

盾構(gòu)

掘進(jìn)機(jī)

巨臂鉆掘機(jī)

高效作業(yè)

多面型盾構(gòu)機(jī)

自動(dòng)化施工產(chǎn)品系列化

特殊新機(jī)型引言1994年6月，作者有幸參加中國地下工程赴日本考查團(tuán)，考查重點(diǎn)是隧道及地鐵施工技術(shù)與裝備。回國后，除了寫成“多面型盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)”、“SMW工法地下連續(xù)墻”等專題匯報(bào)早已公開發(fā)表外，本文為關(guān)于隧道施工技術(shù)綜合匯報(bào)，因故未及發(fā)表，時(shí)隔今日看來仍具備一定借鑒意義和資料價(jià)值。因?yàn)槿毡娟P(guān)于方面妥善安排，此次考查雖僅兩周時(shí)間，卻訪問了正在施工四項(xiàng)大型工程，訪問了在世界盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)制造業(yè)中長(zhǎng)久居領(lǐng)先地位日立造船株式會(huì)社及其著名神奈川工場(chǎng)，以及其余若干相并單位和施工現(xiàn)場(chǎng)，使作者受益匪淺。尤其難得是考查團(tuán)在抵日次日，應(yīng)邀專程赴神奈川縣，與日本及其余國家數(shù)百名同行一起，出席了世界第一臺(tái)三連型盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)研制成功并交付使用新聞公布盛會(huì)。在此之前，日本曾于1986年制成了世界第一臺(tái)二連型盾構(gòu)機(jī)。于是三連型和二連型盾構(gòu)機(jī)被統(tǒng)一命名為“多面型盾構(gòu)機(jī)”，它們問世表明了盾構(gòu)法應(yīng)用突破傳統(tǒng)，進(jìn)入了新階段，是世界盾構(gòu)隧道發(fā)展史上一件大事。本文分為上下兩篇，上篇介紹正在施工幾項(xiàng)大型工程，下篇介紹考查所見施工技術(shù)與新技術(shù)。因?yàn)榭疾闀r(shí)間短暫，所見既非全方面，更因作者水平有限，學(xué)習(xí)不深不透，報(bào)道難求詳盡。文中如有錯(cuò)訛，祈識(shí)者指正。上篇施工中幾項(xiàng)大型工程1東京灣橫斷道路工程圖1表示東京灣及其正在擔(dān)心施工橫斷道路地理位置。由圖不言可知此項(xiàng)工程對(duì)于溝通東京灣東西兩側(cè)交通運(yùn)輸和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)主要意義。這是日本政府近年在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中最重大舉措之一。該工程西起川崎市川崎區(qū)，東至木更津市中島，橫跨東京灣中部，從而形成了東京首都圈(東京都及其附近大城市之間)大型環(huán)狀道路網(wǎng)。該工程全長(zhǎng)15.1公里，見圖2。其中川崎一側(cè)約10公里為盾構(gòu)隧道。它建于海面以下約60米深處。盾構(gòu)外徑Ф14.14m，為當(dāng)今世界最大直徑。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)為高壓泥漿式，以適應(yīng)大深度高水壓施工條件。木更津一側(cè)約5公里為多跨鋼架橋梁，其橋墩多數(shù)采取R、C，個(gè)別采取鋼結(jié)構(gòu)。橋梁最高跨在海面以上約41米，可通噸級(jí)船舶。大于此噸級(jí)船舶在川崎一側(cè)海面航行。在隧道中途及隧道與橋梁連接處，各設(shè)一人工島。川崎人工島直徑約Ф200m，由深入海面以下114m園筒形R.C連續(xù)墻筑成，施工時(shí)作為盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)出發(fā)井，完工后成為隧道換氣塔，露出海面約5m。木更津人工島為填土式人工島。隧道施工在川崎側(cè)浮島、川崎人工島及木更津人工島之間分兩段分別雙向進(jìn)行，亦即：川崎側(cè)浮島→←川崎人工島→←木更津人工島。該工程所需主要物資，鋼材約46萬噸，水泥約70萬噸，砂約560萬立方米，石材約570萬立萬米。該工程自1987年7月開工，預(yù)定于1996年3月完工。計(jì)劃通車量為33，000輛/天，設(shè)計(jì)車速為80公里/小時(shí)。東京灣橫斷道路工程集海底深層大斷面長(zhǎng)距離隧道、大型人工島及海上專長(zhǎng)高架橋等高難度工程于一體，堪稱當(dāng)今世界各國規(guī)模最大海洋土木工程之一。表1列出了該工程與歐洲英吉利海峽隧道二者主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從中能夠看到東京灣橫斷道路工程具備多項(xiàng)特色。

因?yàn)闁|京灣橫斷道路工程規(guī)模浩大，技術(shù)復(fù)雜，已在川崎區(qū)東扇島專門建立了一座永久性模型展示館，名曰“海洋之路廣場(chǎng)”(MarineRoadPlaza)，常年對(duì)外開放。館內(nèi)陳列各種模型包含總體模型、分部工程模型、施工機(jī)械設(shè)備模型等，均可借按鈕自動(dòng)顯示其中任一局部或全部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)和施工細(xì)節(jié)。館內(nèi)并有100寸彩色電視機(jī)，參觀者可自由開啟播放工程情況，換言之，模型顯示和電視介紹均實(shí)施無人管理。

在展示館屋頂上，有高倍望遠(yuǎn)鏡可眺望海上現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)況。

表1

東京灣橫斷道路工程與歐洲英吉利海峽工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

指

標(biāo)東京灣橫斷道路歐洲英吉利海峽1、工程用途高速公路，雙車道×2鐵道，單線×22、主體結(jié)構(gòu)海底隧道約10km，橋梁約5km海底隧道約50km3、隧道直徑Ф13.9mФ8.4m4、隧道斷面面積約152m2約5、地質(zhì)條件沖積洪積層(軟弱層)，覆蓋土約15m白堊層(巖盤)，覆蓋土約30m以上6、最大水深28m60m7、總造價(jià)約85億美元約150億美元8、平均每公里造價(jià)約5.7億美元約3億美元9、工期約8.5年約10、年平均投資約10億美元約10億美元2大阪市地鐵7號(hào)線工程大阪是日本第二大城市。施工中地鐵7號(hào)線，其平面走向自西向東，橫貫全市。該工程全長(zhǎng)8.5公里，分東西兩段11個(gè)站，全線為地下式。本文引言中提到世界首創(chuàng)三連型盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)即首先應(yīng)用于該7號(hào)線一個(gè)大站，其站名暫定為“商務(wù)公園”站。三連型盾構(gòu)機(jī)突破了常規(guī)盾構(gòu)機(jī)只有一個(gè)園形掘進(jìn)面?zhèn)鹘y(tǒng)，它有三個(gè)相連園形掘進(jìn)面，可使地鐵上行線、下行線與車站三者同時(shí)掘進(jìn)，從而大大縮短工期，降低造價(jià)。商務(wù)公園”是大阪市正在興建一個(gè)新市中心，位于著名觀光勝地“大阪城堡”(OsakaCastle)東北，占地26公頃。該地周圍為兩條河流及日(本)鐵(道)大阪環(huán)線所包圍，而新車站位置正落在“大阪松下國際市場(chǎng)廣場(chǎng)”大廈下方，故新車站站臺(tái)標(biāo)高定在地面以下35m，建成后將是大阪市最深地鐵車站，又是該地域最主要交通樞紐。商務(wù)公園”站站臺(tái)長(zhǎng)155m，隧道施工出發(fā)井尺寸為24m×22m×38.1m(深)，抵達(dá)井為24m×23m×38.0m(深)。井坑均采取R.C地下連續(xù)墻，并為承重墻，逆作法施工。該站所用三連型盾構(gòu)機(jī)為泥漿式，外徑Φ7.8m×17.3m，長(zhǎng)9.4m，總推力14.400噸，單位面積推力123.1噸/平方米，切削速度0.86rpm，掘進(jìn)速度40mm/min。三連型盾構(gòu)機(jī)具備3個(gè)掘進(jìn)面，3個(gè)切削艙，3個(gè)環(huán)片安裝機(jī)，3套形狀保持裝置。它們既可合而成整體，又可分而各自獨(dú)立工作。該隧道支護(hù)系統(tǒng)包含：預(yù)制R.C.環(huán)片Φ7.5m×17m(寬)，共105圈，每圈14片；縱向上下桁梁(型鋼砼結(jié)構(gòu))404m；柱Φ700mm×46mm(厚)，每4m一根，共52根。圖4為“商務(wù)公園”站總平面及縱剖面(包含地層剖面)圖。圖5為隧道標(biāo)準(zhǔn)縱橫剖面圖。在隧道施工期間，對(duì)隧道本身及其上部和鄰近建筑物及工程設(shè)施實(shí)施天天二十四小時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。圖6為監(jiān)測(cè)儀表埋設(shè)位置一例。3寢屋川南部地下河工程大阪市及其周圍地域，河川密布。由大阪市向東南大片土地，即寢屋川南部約200余平方公里，因?yàn)榈貏?shì)偏低，常受洪澇災(zāi)害。日本政府對(duì)策是興建一條13公里長(zhǎng)隧道作為地下河，使雨水以每秒50～180m3圖8和圖9分別為該地下河線路平面和縱橫剖面示意圖。該地下河已于1986年及1991年先后建成兩段，其長(zhǎng)度分別為1.3及0.6公里，集水能量分別為10萬及4萬立方米。此次考查正在施工一段，稱為平野川集水庫。它位于地面以下23—27m，長(zhǎng)1.2公里，隧道直徑Φ10.3m，坡度1/1500，盾構(gòu)機(jī)外徑Φ11.52m，集水能量10萬立方米。它建成后與先前兩段共計(jì)，集水總能量達(dá)24萬立方米，將成為世界最大同類型水庫之一。平野川集水庫工程地質(zhì)條件由上部洪積層及下部洪積層(大阪層群)組成。在隧道自西掘進(jìn)起始約300m，所遇主要是下部洪積層粘性土，今后向東約900m均為上部洪積層，見圖10。下部洪積層為硬粘土，其標(biāo)貫N值在10至20之間，不含砂礫。上部洪積層為混有最大粒徑達(dá)20mm礫石砂土與粘土互層。砂土N值在10至60以上，性質(zhì)緊密?？紫端畨毫υ诔霭l(fā)側(cè)為24kPa，抵達(dá)側(cè)為17kPa。該工程難點(diǎn)，除隧道直徑大、地質(zhì)條件較差外，還在于在線路之上為已建成住宅區(qū)，而且穿越一條地鐵、一條高速公路和兩條電氣化鐵道，還有大小河川。另方面，線路帶有R130m急轉(zhuǎn)彎。為此，采取了屈折式盾構(gòu)機(jī)，其機(jī)身最大屈折角為2°。平野川集水庫造價(jià)約1.8億美元。施工實(shí)施兩班制。天天掘進(jìn)約10m。因?yàn)闄C(jī)械化、自動(dòng)化、無人化及電腦化程度高(詳見本文下篇)，地面地下全部作業(yè)人員僅24人。據(jù)介紹，至1994年6月初已完成約850m，其余約350m可在一個(gè)半月內(nèi)完成而抵達(dá)終點(diǎn)。日本已建成規(guī)模類似上述平野川集水庫工程，還有神田川集水庫。它長(zhǎng)2.0公里，隧道內(nèi)徑Φ12.5m，盾構(gòu)機(jī)外徑Φ13.94m，1993年3月完工。它屬于東京環(huán)狀7號(hào)線地下河組成部分。4日鐵北陸新干線丸子隧道工程以上所介紹三項(xiàng)隧道均采取盾構(gòu)法施工。日(本)鐵(道)北陸新干線丸子隧道(自長(zhǎng)野至高崎)是此次考查時(shí)一項(xiàng)采取新奧工法(NATM)及鉆掘法(ShortPunchCutMethod)施工山岳巖石隧道。主要施工機(jī)械為S200型巨臂鉆掘機(jī)(RoadHeader，筆者暫譯名)。該隧道為鐵路單線行車隧道，直徑約9.5m(非正園)，參見圖11，長(zhǎng)2.32公里，造價(jià)約0.5億美元。地質(zhì)巖性主要為凝灰質(zhì)玉石混礫巖，單軸抗壓強(qiáng)度約70MPa，據(jù)告，自1992年3月末開工至1994年6月初工程進(jìn)度已完成約67%，平均月進(jìn)50m，計(jì)劃于1995年12月完工。作業(yè)人員：隧道掘進(jìn)32人，廢土處理5人。巨臂鉆掘機(jī)，參見圖12，是世界上最新強(qiáng)力、高效、防塵、適合于中硬巖盤大斷面隧道掘進(jìn)機(jī)型。它在我國大陸還未聞?dòng)幸M(jìn)者，在臺(tái)灣剛開始在北部第二高速公路隧道中應(yīng)用。該機(jī)型最適合于新奧工法。它在日本已形成系列產(chǎn)品，其中能量最大者為S300型，為世界最大級(jí)；最小為S90型。詳見本文下篇。丸子隧道所用S200型為系列中第二級(jí)。據(jù)告，開工后在掘進(jìn)至400～700m時(shí)，曾因巖質(zhì)過硬而對(duì)鉆頭進(jìn)行了強(qiáng)化，即將其中部分鉆刀改換為S300型配件，見圖13。S200型機(jī)自重50噸，全長(zhǎng)15.5m，寬3.6m，高3m；可鉆掘單軸抗壓強(qiáng)度至100MPa巖石；鉆頭迴轉(zhuǎn)數(shù)，高速46/55rpm—30/60Hz，低速23/28rpm—50/60Hz。該工程坑內(nèi)除塵通風(fēng)效果甚佳，考查時(shí)即使走至掘進(jìn)前沿亦未感覺到粉塵污染。這與其所采取通風(fēng)排氣設(shè)備關(guān)于，也與巨臂鉆掘機(jī)性能關(guān)于，因它鉆頭前端能噴出高壓水(水壓35MPa，水量52L/min)，既可快速冷卻鉆頭，又可防粉塵擴(kuò)散，為德日等國各種舊式巖石掘進(jìn)機(jī)所不能比擬。該工程支護(hù)系統(tǒng)包含：Φ5×100×100mm鋼格網(wǎng)，150mm厚噴射混凝土，Φ22～Φ32mm自穿孔巖栓，防水膜，125工字鋼肋條，300mm厚襯砌混凝土。在考查時(shí)看到噴射混凝土正使用“無人全自動(dòng)”(Robot)噴搶操作，包含自動(dòng)轉(zhuǎn)向、移位和行走。另外，為提升工效，確保坑內(nèi)車輛通行安全，該工程在常規(guī)棧橋基礎(chǔ)上開發(fā)了橫向可移動(dòng)式液壓棧橋，。下篇常見施工4技術(shù)與新技術(shù)1多面型盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)1994年6月2日，作者應(yīng)邀赴神奈川縣參加世界第一臺(tái)三連型盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)制造成功及交付使用新聞公布會(huì)，會(huì)后去工場(chǎng)參觀了該盾構(gòu)機(jī)(圖15-0)，聽取了關(guān)于教授生動(dòng)講解。7日又在日立造船株式會(huì)社總部會(huì)見了該盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)總責(zé)任人、日立建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)部參事部長(zhǎng)平田昌三先生及其同事，聽取了他們較詳細(xì)介紹。之后，訪問了若干施工現(xiàn)場(chǎng)。1.1設(shè)計(jì)思緒三連型盾構(gòu)機(jī)是日本繼1986年制成世界第一臺(tái)二連型盾構(gòu)機(jī)之后又一重大成就。從此，兩種機(jī)型被統(tǒng)一命名為多面型(或多園面型)盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)。它們外形見圖1。能夠看到，它們是以三個(gè)或兩個(gè)園形盾構(gòu)搭接并列，協(xié)同動(dòng)作，齊頭并進(jìn)。自18英國一位出色工程師勃魯奈爾(SirMarcIsambardBrunel)首創(chuàng)用盾構(gòu)建設(shè)世界第一條水底隧道—泰晤士河隧道以來至今已170余年，大家知道世界各地盾構(gòu)機(jī)已作了許多重大改進(jìn)，但盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)斷面幾乎無不沿襲傳統(tǒng)，采取單一、規(guī)整園形或矩形斷面。只是為了適應(yīng)工程需要，乃對(duì)盾構(gòu)直徑作種種改變。世界迄今已制成盾構(gòu)機(jī)，其最小直徑不足1m(用于給排水管道)，而最大直徑達(dá)14.14m(1992年日本首先制成，用于東京灣橫斷道路)。然而，盾構(gòu)機(jī)僅僅依靠直徑改變，顯然不能完全經(jīng)濟(jì)合理地處理日益復(fù)雜工程問題。比如，當(dāng)前應(yīng)用較廣交通隧道，當(dāng)建設(shè)鐵路復(fù)線或上下行必須對(duì)開地鐵時(shí)，常規(guī)質(zhì)構(gòu)設(shè)計(jì)方法幾乎都有采取并行布置兩園形隧道，或把兩條線路安排在一條大園形隧道內(nèi)，參見圖16。此時(shí)，因?yàn)閮奢v車輛并列寬度及其必需建筑余量常大于車輛高度及其必需建筑余量，這勢(shì)必造成大園形隧道頂部和底部空間浪費(fèi)而且增加工程投資。面對(duì)此不合理情況，隧道工程師遂萌發(fā)用相連兩園形隧道代替兩獨(dú)立而平行隧道構(gòu)想，見圖17。將圖16和圖17重合繪制得圖18；據(jù)此作計(jì)算而列于表2。它們表明相連兩園形比單個(gè)大園形為有利。另外，從工程線路占用地下空間考慮，亦得一樣結(jié)論。以上簡(jiǎn)單例證說明了二連型以至多面型盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)思緒是何其簡(jiǎn)單而又合理，而此思緒又具備連鎖啟發(fā)性，其困難在于怎樣實(shí)現(xiàn)。據(jù)告，二連型盾構(gòu)機(jī)從構(gòu)想至制成，約花8年時(shí)間；從二連型制成至三連型問世，又花8年時(shí)間。多面型盾構(gòu)機(jī)因?yàn)榫扇∧酀{灌入切削倉施工，故適適用于含粘土、粉土、砂土、礫石、卵石、漂石等各類巖土地層。1.2主體結(jié)構(gòu)與泥漿循環(huán)系統(tǒng)多面型盾構(gòu)機(jī)主體結(jié)構(gòu)參見圖19和圖20，泥漿循環(huán)處理系統(tǒng)見圖21和圖22。為節(jié)約篇幅，此處均主要用圖表表示之，以下同。仔細(xì)看圖，不難獲一概念。大園形盾構(gòu)與二連型盾構(gòu)比較

表2

項(xiàng)目單位園形盾構(gòu)二連型盾構(gòu)比較(二連型/園形)1、斷面外徑(縱向)m10.407.200.692、斷面外徑(橫向)m10.4011.971.153、掘進(jìn)面積m287.9076.100.814、第一次表面加固m212.6010.300.825、第二次表面加固m26.305.600.896、回填灌漿m34.405.501.257、隧道內(nèi)底部混凝土m39.701.800.191.3襯砌管片運(yùn)輸、提升、就位與組裝多面型盾構(gòu)機(jī)對(duì)隧道襯砌管片運(yùn)輸、提升、就位與組裝均設(shè)有完整自動(dòng)化系統(tǒng)，參見圖23和23a；管片組裝次序示于圖24和圖25。值得尤其提出是，多面型盾構(gòu)機(jī)還設(shè)有一個(gè)機(jī)器人(Robot)，它能精準(zhǔn)擰緊管片與管片環(huán)向和縱向全部連接螺栓。此機(jī)器人亦屬世界首創(chuàng)。其工效為每小時(shí)擰緊120副螺栓。參見圖26。1.4襯砌后空隙注漿回填對(duì)隧道襯砌后空隙，采取與掘進(jìn)同時(shí)注漿回填，注漿系統(tǒng)如圖27所表示。1.5工程應(yīng)用圖28是二連型盾構(gòu)機(jī)在日本國有鐵道東京第一工程局線路施工時(shí)坑內(nèi)情景。該工程由熊谷組株式會(huì)社承建，由東京車站附近下井，穿越東京市中心，施工順利。該機(jī)獲全日本產(chǎn)業(yè)界視為最高榮譽(yù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)新產(chǎn)品獎(jiǎng)1988年度最優(yōu)異獎(jiǎng)。上篇已提及，三連型盾構(gòu)機(jī)現(xiàn)正在大阪地鐵7號(hào)線“商務(wù)公園”站施工。該工程由鹿島侏式會(huì)社、竹中土木株式會(huì)社與大豐建設(shè)株式會(huì)社三單位組成聯(lián)合體(Joint

Venture)承建。施工情況良好。日本許多大中型項(xiàng)目，尤其是高新技術(shù)項(xiàng)目常采取由聯(lián)合體總承包方式，方便發(fā)揚(yáng)各方優(yōu)勢(shì)，形成綜合實(shí)力，而達(dá)成工程優(yōu)質(zhì)、快速、安全、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

多面型盾構(gòu)機(jī)還計(jì)劃用于多車道公路建設(shè)、公路與鐵路上下平舉建設(shè)等，參見圖29。還將被用于地下河、溢洪道、市政或工廠給排水管、電力、電訊線纜或供氣管道等建設(shè)。2盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)品系列化為了適應(yīng)城市、陸地、山岳和海底隧道建設(shè)需要，適應(yīng)大深度、長(zhǎng)距離、高水壓、塊速施工需要，尤其是因?yàn)閸u國復(fù)雜地質(zhì)條件嚴(yán)峻要求，日本盾構(gòu)技術(shù)經(jīng)近20余年大發(fā)展已趨于成熟，而且形成了系列化盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)品，可供各項(xiàng)工程選取。茲以慣用七類九種大型機(jī)型為例，以圖表說明之。圖30是七類機(jī)型對(duì)于各類巖土按其粒徑大小劃分適用范圍。圖31列出了七類九種機(jī)型概況、簡(jiǎn)圖、外觀、切削面壓力平衡條件和結(jié)構(gòu)特征。三、盾構(gòu)隧道技術(shù)發(fā)展新課題日本應(yīng)用盾構(gòu)隧道技術(shù)始于19。它70余年發(fā)展史，大致而言經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期：(一)自20世紀(jì)代初至30年代中探索時(shí)期，曾先后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)制造兩臺(tái)人工盾構(gòu)機(jī)，均因故障而失??；(二)自20世紀(jì)30年代中至50年代末“搖籃”時(shí)期，曾借鑒美國紐約經(jīng)驗(yàn)，先后制成三臺(tái)氣壓式盾構(gòu)機(jī)，完成單軌鐵路和公路隧道約1.6公里；(三)自20世紀(jì)60年代初至70年代中順利發(fā)展時(shí)期，因?yàn)榉抡沼鳪reathead型盾構(gòu)機(jī)，順利完成城市住宅區(qū)下700余米單軌鐵路隧道取得了成功經(jīng)驗(yàn)，大大推進(jìn)了盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展；1963年制成第一臺(tái)機(jī)械化盾構(gòu)機(jī)，1967年和1974年相繼制成第一臺(tái)泥漿型和土壓力平衡型盾構(gòu)機(jī)，并開始應(yīng)用于海底隧道，從此，盾構(gòu)機(jī)類型不停增加，產(chǎn)量逐年上升，至1975年全日本年產(chǎn)量達(dá)214臺(tái)，其中Φ6m以上21臺(tái)，Φ3.5m—6m76臺(tái)，Φ3.5m以下(用于市政給排水工程、電力電訊線路等)117臺(tái)。(四)自20世紀(jì)70年代中至今大發(fā)展時(shí)期，此時(shí)各種類型盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)量急劇上升，新品種相繼涌現(xiàn)，大中型盾構(gòu)機(jī)每年連續(xù)增加數(shù)十臺(tái)至上百臺(tái)(參見圖32，以日立一家企業(yè)為例)；而且盾構(gòu)隧道成套技術(shù)超出西方各國而領(lǐng)先于世；對(duì)于日本當(dāng)代化城市建設(shè)和大規(guī)模開發(fā)利用地下空間、海底空間和山洞空間起到了至今無可代替作用。此次考查得悉，當(dāng)前日本盾構(gòu)機(jī)制造業(yè)在現(xiàn)有高技術(shù)基礎(chǔ)上，正深入致力于以下特殊機(jī)型研究開發(fā)：1、不一樣直徑三連型盾構(gòu)機(jī)，它以大園居中，兩小園各居一旁，使隧道寬高比更靠近多車道要求，見圖33，將增設(shè)副刀以挖除大小園以外必需挖除土方，副刀伸長(zhǎng)尺寸用電腦調(diào)控，最終形成隧道，其斷面如同日本民間崇敬“福神”臉型，故稱此種斷面為“福神”型斷面。2、馬蹄形盾構(gòu)機(jī)，見圖34。其特點(diǎn)是用普通園形盾構(gòu)機(jī)加副刀伸縮系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，隧道寬度和高度可望分別達(dá)成15m，則隧道空間可分隔為上下兩層，而成為最緊湊四車道公路隧道，以上下層雙向分流；也可作為地下工廠、倉庫、污水處理廠等使用。3、同心園盾構(gòu)機(jī)，見圖35。用此機(jī)建造鐵路線路和車站，不需要兩套設(shè)備。4、不一樣直徑而可分可合三連型盾構(gòu)機(jī)，有此一機(jī)，可分別用來建造鐵路線路和車站，如圖36。5、自由斷面盾構(gòu)機(jī)，它可建造橢園形、蛋形、矩形、馬蹄形、變形馬蹄形等斷面隧道，見圖37。為此，已成立“自由斷面盾構(gòu)機(jī)協(xié)會(huì)”，并正在神戶制鋼所高砂制作所進(jìn)行各種試驗(yàn)。它將使地下空間利用更為靈活、更豐富多彩。6、大直徑急轉(zhuǎn)彎盾構(gòu)機(jī)，已制成Φ10m級(jí)急轉(zhuǎn)彎盾構(gòu)機(jī)，它將機(jī)體中折為前后胴，見圖38。正在研制更大直徑急轉(zhuǎn)彎機(jī)。四、高壓與超高壓噴射注漿技術(shù)高壓噴射注漿技術(shù)(Jet

Grouting)在20世紀(jì)60年代末起源于日本。當(dāng)初它是為了處理大阪地鐵一項(xiàng)用凍結(jié)法加固地基失敗造成坍方事故而出現(xiàn)一個(gè)技術(shù)。今后該技術(shù)在日本獲飛速發(fā)展。我國關(guān)于部門在20世紀(jì)70年代初即引進(jìn)了該技術(shù)，當(dāng)初它在我國被稱為“旋噴法”，經(jīng)一系列試驗(yàn)研究取得成效，于1983年列入我國國家標(biāo)準(zhǔn)《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ202—83》。該法后正名為高壓噴射注漿法，列入國家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79—90》。該技術(shù)在日本經(jīng)20余年應(yīng)用和不停改進(jìn)，已臻十分完善。因?yàn)樗踩煽?，適用土類廣，施工噪音小，振動(dòng)小，在軟弱土隧道工程中應(yīng)用甚廣，參見圖39。在山岳隧道工程中遇有可能坍塌部位，也常應(yīng)用之。該技術(shù)在日本現(xiàn)在主要特點(diǎn)是：施工壓力已達(dá)40MPa，因而有高壓與超高壓兩種工法之分(我國現(xiàn)在為20MPa)；施工深度，高壓可達(dá)25m，。超高壓達(dá)40m，(我國在20m內(nèi))；加固體直徑最大可達(dá)2m(我國約1m)，且其強(qiáng)度有穩(wěn)定