苏州桐泾路北延隧道地理位置图
工程概况
桐泾路北延工程是苏州城市路网“七纵五横”总体规划中“七纵”主干路的重要组成部分，线路里程约2.07km。隧道施工采用1台开挖直径达φ13.67m大直径泥水平衡盾构机，需要在490m区间范围内连续穿越房屋建筑群、山塘河、沪宁城际铁路、京沪铁路、北环快速路等密集高风险源，是目前国内最大直径泥水盾构穿越现有运营高速铁路的盾构项目，也是苏州当时最大直径盾构工程。
桐泾路北延隧道工程位于苏州市姑苏区，由于沪宁城际铁路及京沪铁路对城市空间分割的影响，制约了虎丘景区、山塘河历史文化街区的发展，交通不便，是苏州十年来一直想打通的“断头路”。随着盾构施工技术穿越城市核心区已日益成熟，“十三五”时期，苏州正式启动桐泾路北延工程。
桐泾路北延工程起点位于西塘河南岸，采用隧道形式下穿清塘路、山塘河、沪宁城际铁路、京沪铁路、北环快速路，在西园路口与现有的桐泾北路顺接，线路里程约2.07km。项目采用双向六车道城市主干路标准建设，设计速度60km/h，项目概算投资约21.25亿元，工程计划于2022年建成通车。
桐泾路北延工程2019年5月开工，盾构段在490m区间范围内连续穿越万顺楼、山塘街（河）、京沪铁路、北环高架快速路等，施工沉降控制要求高，实施难度大。
桐泾路北延工程2019年5月开工
桐泾路北延工程由苏州交建公司负责建设管理，盾构施工段由中铁十四局集团负责实施。隧道施工在490m区间范围内，连续穿越房屋建筑群、山塘河、沪宁城际高铁、京沪铁路、北环快速路等密集高风险源，技术要求高，建设条件复杂，实施难度大，社会关注度高。为确保盾构机安全顺利掘进，技术人员开发应用可视化智慧施工系统，对盾构机掘进参数进行实时监测、实时分析控制。
隧道出入口设计示意图
该项目建设工期为3年，将于2021年建成通车。建成后，桐泾路到永方路将可直线到达，不再需要绕行，节约20分钟左右出行时间。留园路到虎丘景区的时间也可以缩短，对完善苏州市地区路网、提高南北向交通通行效率、促进沿线社会经济发展都具有十分重要的意义。
工程水文地质
桐泾路北延工程下穿沪宁高速公路、沪宁城际铁路、京沪铁路及北环快速路，同时，整条隧道覆土厚度均不足盾构机1倍洞径，最浅处6.47m，最深处13.15m；盾构机始发后短距离连续穿越万顺楼、敕建报恩禅寺等历史街区、文物建筑、景观河道，风险源集中，盾构施工难度大。
工程水文地质与环境示意图
桐泾路北延工程建设具有“短、浅、险、严、高、大”六大特点。
短：指短距离连续穿越高风险源，“姑苏号”需在隧道490m范围内连续穿越万顺楼、敕建报恩禅寺、山塘街（山塘河）、沪宁城际高铁、京沪铁路、北环快速路等高风险源地区。
浅：指超浅覆土。盾构区间全程覆土厚度均不足1倍洞径，最浅处仅0.49倍洞径，最深处0.99倍洞径。
险：即风险源集中，490m盾构区间风险源地段共计304m，占比62%。
严：是指高铁沉降控制严。根据上海铁路局来函要求，沪宁城际高铁沉降量必须控制在2mm以内。
高：指苏州市委市政府高度重视，市民关注度高。桐泾路被两条铁路切割南北交通，是苏州市历时10年未解决的断头路，全市上下高度关注，期盼着加快实施。
大：本工程盾构直径φ13.25m，是目前国内最大直径泥水盾构穿越现有运营高速铁路项目，也是苏州市目前最大直径盾构工程。
隧道设计
苏州桐泾路北延工程全长2.49km，采用双向6车道城市主干路标准建设，洞内布置为上下两层，上层为车道层单向三车道，下层为疏散通道及管线通道。设计行车时速60km/h，其中盾构隧道长490m，采用1台开挖直径达φ13.67m泥水平衡盾构机施工。
盾构掘进中，两次下穿设计时速350km/h沪宁城际铁路，这是我国最繁忙的高铁线路之一，最小行车间距3min，要求累计沉降控制在2mm以内，施工难度大。
随着我国盾构隧道建造技术的发展和进步，以盾构隧道形式下穿运营铁路，已具备解决这一难题的技术和条件。盾构隧道两次下穿的沪宁城际高铁设计时速350km，是我国最繁忙的高铁线路之一，最小行车间距3分钟，施工期高铁线路沉降须控制在1mm。
盾构选型
中铁十四局和中国铁建重工联合再制造1台国产大直径泥水平衡盾构机，命名为“姑苏号”。
“姑苏号”盾构机大盘重量290t
盾构机分为3个部分，分别是刀盘、盾体和后配套设施，核心部件为主驱动，安装在盾体内,盾构开挖直径φ13.67m，净重2100t，全长87m，由盾构主机和4节台车组成。刀盘开挖直径13.67m，重290余吨，刀盘采用辐条面板形式，开口率41%，刀盘有14个250千瓦电机驱动，推进系统由34组油缸组成，最大推力191313kn。
开发应用可视化智慧施工系统，通过大数据和盾智云平台，实时分析控制盾构机掘进参数，工程技术人员和专家团队可以远程掌握盾构机姿态。开发应用建构筑物智能监测与感知预警技术，通过沉降数据生成的三维地层剖面图，同步传输到盾构监测系统，第一时间做好应对预案。
开发应用可视化智慧施工系统
左线隧道盾构机超级刀盘下井
2020年8月23日，外形像一个巨大的摩天轮的“姑苏号”盾构机刀盘在桐泾路北延工程隧道始发井位置开始吊装下井。接下来按计划经过软件安装和调试后，“姑苏号”盾构机将于9月底开始左线盾构掘进。
左线隧道盾构机超级刀盘下井
刀盘是用5块分体精心焊接打造而成，每一个部件都要经过多次精确测量和精准定位，确保在入地掘进后能够披坚执锐，直到隧道贯通。盾构刀盘吊装下井是整台盾构机组装最后一道工序，也是盾构机组装过程中操作难度最大的关键环节。刀盘吊装需要在有限的场地空间内精准完成刀盘抬吊、翻身、下井、定位等一系列动作，同时要有效控制在刀盘悬吊过程中因刀盘自重产生的旋转幅度，确保刀盘吊装的稳定性。
刀盘吊装是盾构组装最后一道工序
为确保此次刀盘起吊下井顺利，苏州交建公司多次组织施工、监理等参建单位进行刀盘吊装专家论证会，对整个吊装过程进行充分模拟论证，确保整个吊装过程万无一失。
左线隧道“姑苏号”盾构始发
2020年10月26日，国内首条下穿高速铁路大盾构隧道——江苏省苏州市桐泾路北延工程“姑苏号”盾构机始发推进。
左线隧道“姑苏号”盾构始发
隧道管片拼装施工
盾构施工智能监控指挥中心
盾构施工现场操纵台
隧道工地施工现场
桐泾路北延工程左线隧道贯通
2021年2月5日，苏州姑苏区桐泾北路与北环高架路口附近的接收井内，相当于四层楼高的“姑苏号”盾构刀盘破土出洞，桐泾路北延工程左线隧道贯通。
桐泾路北延工程左线隧道贯通
工程研发运用了可视化智慧施工、智能监测与感知预警技术等，通过大数据实时控制盾构机掘进参数。在历时约3个月地下掘进中，“姑苏号”盾构机先后平稳下穿万顺楼及房屋建筑群、山塘街、山塘河、沪宁城际高铁、京沪铁路、北环快速路等高风险源，顺利到达接收井。其中，在下穿沪宁城际高铁施工期间，盾构机快推快进，连续掘进96个小时，一次平稳通过。施工中遇到的最大难题是下穿运行时速350km的沪宁城际高铁，这是我国目前最繁忙的高铁线路之一，最小行车间距仅3min，为确保列车运营安全，施工期间高铁线路沉降必须控制在1mm以内，
隧道右线“姑苏号”盾构再次始发
2021年5月20日，桐泾路北延工程隧道右线始发现场，“姑苏号”盾构机再次开启“穿越”之旅，开始右线掘进。
隧道右线“姑苏号”盾构始发
左线盾构贯通后，随即倒排工序，缜密筹划，同步推进盾构机拆解组装、涉铁段地基加固施工等工作，为右线始发做好准备。同时，该集团通过盾智云平台可视化智慧施工系统进行大数据收集分析，对桐泾路北延隧道右线盾构施工掘进过程进行模拟推演，优化施工组织设计。各参建单位也在全面总结隧道左线盾构施工经验的基础上，进一步强化安全生产意识、全面排查风险源，严格落实各项防范措施。
桐泾路北延工程右线隧道贯通
2021年8月30日，苏州桐泾路北延隧道盾构右线洞通，至此，这一国内首条下穿高铁的大直径盾构隧道实现双线贯通，盾构主体两次安全顺利穿越运营高铁，创新了我国大盾构掘进新技术。经监测，两次盾构掘进施工累计沉降均控制在0.5mm以内，对运营高铁没有产生任何影响。
苏州桐泾路北延隧道贯通现场
苏州桐泾路北延隧道双线贯通
2021年9月3日，桐泾路北延工程隧道举行双线贯通仪式，苏州市副市长吴晓东出席。隧道工程采用开挖直径达13.67m大直径泥水平衡盾构机“姑苏号”，始发后在490m区间范围内连续穿越文保建筑、景观河道等密集高风险源区域，整条盾构隧道覆土厚度最浅处6.47m，最深处13.15m。同时，隧道盾构施工需要两次下穿设计时速350km、最小行车间距3min的沪宁城际高铁，累计沉降控制在2mm以内。
施工过程中，对古建筑、河床等采取了一系列加固防护措施，开发应用可视化智慧施工系统，通过大数据和盾智云平台，对盾构机掘进参数进行实时监测、实时分析控制，应用建构筑物智能监测系统，做好应对预案，确保了施工安全。为确保安全顺利下穿运营高铁，建设设计方提前针对下穿运营高铁方案开展联合攻关，最终确定“低净空隔离桩的高铁保护方法 浅覆土大直径盾构穿越”的思路，并形成一整套技术威尼斯人2299的解决方案。
桐泾路北延工程隧道左线盾构于2020年10月26日始发掘进，2021年2月5日洞通，右线盾构于2021年5月20日始发掘进，8月31日实现双线贯通。两次盾构掘进施工累计沉降均控制在0.5mm以内。
2022年5月5日，312国道苏州东段改扩建工程园区段高架贯通，隧道主体结构基本完成。桐泾路北延工程盾构隧道完成二次结构施工，正在开展盾构隧道内装饰装修、机电安装等附属工程施工。按计划2021年年底，完成桐泾路北延工程盾构部分的所有土建施工，2022年底完成隧道明挖暗埋段施工，预计2023年上半年建成通车
苏州桐泾路北延隧道工程效果图