加拿大EDMONTON已经完工的SLRT隧道。

      陡削的坡度和紧凑的曲线以及工地面积有限考验了隧道掘进施工。

      加拿大EDMONTON最近的地铁扩建是双管长280m，直径5.8m的 EPB盾构推进的隧道，这是ESLRT项目的一部分。

      加拿大EDMONTON 现有地铁系统是从70年代后期到90年代早期建成的，从河的北面到达大学学院（图1）。未来新建7.5km南向地坪上的延长线的计划需要地铁从当前终点站（地表下26m）过渡到地面。

      由于该地区埋藏构造，最实用的方法是建造双管隧道，各长280m，坡度6%。2002年合同招标。文件内概要地列出两种方案，一种是EPB掘进，而另一个顺序挖掘（SEM）。

      每种方法各具优点，可是根据以前的经验并结合到缺少专业力量以及SEM的高昂价格，选用了EPB方案。AECON/MCNALLY合营公司中标隧道施工合同，造价1660万美元。

隧道包含有双管长280m、直径5.8m管片衬砌隧道，坡度在6%，并且包括250m半径曲线，现场的布置需要隧道顺着下坡挖掘。

该地区地质是混合的，包含有后冰期砂和粉土，冰碛和EDMONTON基岩（较软的泥石）。盾构的选择不容易；这么短小的隧道，经济原则排斥使用新盾构。此时，全断面LOVAT的EPBM最近完成了新加坡一条隧道，在那里地层与EDMINTON的相似，与LOVAT作出安排，为该项目租赁TBM。

      盾构分成4扇板，各有其盾壳以及每扇板有一个牺牲缠绕盾壳。在牺牲模式时，整个盾尾壳体可以留下。第一推以后，盾构将从隧道移出。可是最后增添时，为了能让接收井在新车站沉下，说明是不必要的。

      TBM也装备有一些创新事物，这些是主动式挖掘面支撑系统、盾尾灌浆系统和铰接式盾尾壳体。当该盾构在新加坡使用时，变压器初级电压设置在11kV，而加拿大用了13.8kV初级，还需要另外一个降压变压器。

      这样短的推进，设计制造新的管片模子是不经济的，因此从KIEWIT 施工公司外购了一套模子，这些均已经在波多黎谷的TREN URBANO使用过。

      隧道由于其几何形状，必须改造这种模子以便增加衬砌环锥度，每环当初的锥度是36mm，以后就增加到50mm，此外，只备有右转环。

      隧道的大部分没有问题，因为第一段250m是紧销半径的右转，可是最后30m包含有螺旋段导向直隧道。为了维持走线，有必要转动衬砌环，让封顶块放在隧道底部。衬砌设计是HATCH MOTT MACDONALD公司承担的，而且它的制造是转让给CALGARY的CONFORCE公司，衬砌生产是AJ HART AND ASSOCIATES管理分包的。

      隧道是沿着6%下坡和250m半径曲线段上始发的。经过了200m，遇到一段垂直曲线，它与螺旋线结合完成隧道处于在直线段上0.3%坡度。导向系统是一种TACS系统，由LOVAT供货，它包含了电动经纬仪/LOVAT 的PLC和地面计算机，并内含来计算衬砌环的取向及再拼装。还需要一次升级更新可考虑到铰接盾尾壳体。

      该系统允许直接在LOVAT计算机界面上实时观看走线数据。还有该系统提供一长段预期的地质，将予以下载到地面计算机，可允许视觉显示TBM沿着走线的进展。该机组完成的很好，维持着好的控制，TBM推进大部分控制在设计的25mm以内。

      有关选用后挂系统的主要因素就是现场布置和隧道坡度。现场包括四方形洞口开挖，这是由主承包商在掘进以前执行的，并且有梅花桩端墙和泥钉侧墙。

      当初设想服务吊车定位正好在端墙洞口隧道眼上方，这样符合了竖井吊装需要，但是在始发时，推出了较大的吊运半径，并且限制始发井排土移除到半箱体。

      在规划时，决定较好的的方案是移动吊车到竖井的侧墙，允许直接从始发井满箱体排除弃土，为了在新地点克服吊车装运问题，打了一组4根桩支持服务吊车。

      挑战性的TBM拆卸，使用了1000t机动吊车。

      排土箱也存在着问题。现场非常狭窄，吊车后部没有空间但是排土箱必须放在靠近竖井墙，为了弥散加载排土箱的附加载荷，该地区在建造箱体以前，已经被挖掘了。这样有2.4m深箱体而只有1.2m额外载荷。

      隧道坡度也对铁路设备造成问题。全列车包含有7辆 10m³排土箱，一台MULHAUSER泥浆车和两辆管片车。当全部加载时，列车称重超过了170t。牵引计算表示需要大约400马力从隧道拖运全环的排土, 两台35t PLYMOUTH 柴油机车可待用。如果联加起来，可以取得足够的动力。也有必要把每头机车压重到40t，以便取得必要的牵引力, 第三台机车是作为另配件供货的。可是实际上，这是要利用全部三台液压相连来拖运全列车。

      机车操作依靠后机组单控制，为了保存刹车系统，在整个隧道掘进过程中，该系统用倒挡，而速度控制利用扭力转换器。

      坡度也是一个安全考虑，制定步骤进出隧道和车皮/车辆要加强，其中包括每辆车皮上的无失效气压刹车。

      每个偶合器有后备的双列安全链，机车使用垫木来泊车，以及隧道上装上了脱轨器作为最后“杀手锏“的刹车系统。

      2003年1月份发标。紧接在此后，定单发给了LOVAT，他们准备TBM从新加坡发货。2003年5月TBM运抵现场，货物包括6大散装箱和3个海运集装箱。由于场地限制，有必要仔细地配合发货，部件应该安放在场地吊车能够达及的地方。TBM装配6月13日开始，当8月11日准备推进。

      与此TBM装配的同时，洞口展开安装工作，浇注一块泥板，用了连接梁组成框架。为了考虑到理想的始发推力800t，有必要锚固该框架到基岩，使用到众多的岩锚，推力框架焊接到浇注框架。框架就位后，才开始装配TBM。

      实行单班矿山挖掘是为了确保足够监理。隧道最主要的重点是走线和沉降。

      地层处理在整个过程当中都采用了，本项目包括洞口端墙渗透压浆，如果掘进时需要额外压浆，就要在灵敏结构物底下预安装补偿管渗透压浆。

      初步推进经历了一些烦人问题，可是在9月份，矿山挖掘进展良好。最高达到每班9环，280m长隧道在11月份初完工。需再要6个星期来拆卸TBM，回运到洞口，并重新装配准备第二次推进。

      TBM拆除出现一些挑战。回收井只能够从一面进出，TBM拆卸时需要封路。动用了1000t机动吊车可以让TBM分成三大部件吊运，其中最大达到180t。

      起吊在一个周末完成，星期五傍晚部署，TBM三个大部件拆卸了，回运到始发洞口，准备在星期日下午再装配。

      第2次推进在2004年1月份开始。幸运的是冬天证明比较暖和，只经历过一个星期的-30℃气候。装了一台5M Btu电热器并接到隧道通风系统，借以良好工作环境和加热的存放棚以确保管片维护在冰点以上的温度。

      隧道第2次掘进进展良好，一个星期完成40环，每班最高记录达到11环。2004年3月份，完成这次推进。

      整个推进时的走线控制是极佳的。利用TACS导向系统，完工隧道都保持在公差内，而且所达到的贯通在设计允许值10mm以内。

      隧道掘进后的活动包括TBM拆除，这需要把TBM 放置在道路合法段完成全部拆卸，一直到接收井的隧道完工、现有车站的连接线浇注和隧道清理准备移交给主承包商。2004年6月中旬现场工程完成。

初步60m取得的沉降读数令人关切。有一个随着隧道深度增加，沉降跟着增加的趋势。数据表明挖掘面控制良好条件下，当TBM在底下通过时，在每个沉降点有表显沉降。当TBM经过后沉降停止。虽然沉降读数小（对一条隧道浅近沉降点，大到15mm），由于靠近一个泊车场，步骤收紧，加强地层注射系统和灌浆系统。当TBM经过，沉降读数就有一个明显的改善，地表平均沉降大约6mm。

                 

 

      构筑物的沉降读数和沉降点读取的读数有名显的差异，那时沉降点表明的沉降要比构筑物上测到的大50%。

      沉降点安设方法或许导致了传感器底下的土层扰松。必须注意到这是一个非常小的沉降，大小在5～10mm，可是沉降允差是紧迫的，这就是明显的因素。

      第2次推进表明相似结果，其沉降变化可在两条隧道之间比拟。完工之际，两次推进的合成沉降平均小于5mm，这是在建筑物监控点测得的，而在泊车场基脚上测得的最大沉降为18mm。

      EDMONTON 南LRT的双管隧道，虽然长度短，技术上证明非常具有挑战性。陡峭的坡度、紧俏曲线和严格的沉降要求需要大量前期计划和恒定的岗位警惕性。

      该项目成功也要归功于EDMONTON市，STANTEC 咨询和UMA 工程，他们的项目管理是按照真实合伙精神进行的。

      本文作者向EDMONTON市、 STANTEC咨询、UMA工程和LOVAT公司致谢。本文首先在2005年RETC会议上宣读过；如要购买SME出版全部论文集的话，请访问www.smenet.org，如要阅读更多论文，可从2004年9月份出版的加拿大隧道掘进工程协会论文集得到。