上海市中环线北虹路隧道工程在国内首次采用了管幕内箱涵模具液压同步顶进施工技术.箱涵模具断面高7.85m、宽34.20m、全长126.00m,是目前世界上最大断面、长度第2的管幕内箱涵模具顶进工程。国际上箱涵模具顶进施工技术的研究主要集中在英国和日本等国.这些技术作为穿越道路、铁路、结构物和机场等的非开挖技术,在英国、美国、日本和中国台湾等都有广泛应用,并取得了较好的效果.早在20世纪60年代英国就对箱涵模具顶进技术进行了研究,但还不完善,如未能解决地面沉降等问题。1986年反拖动系统(anti-dragsystem,ADS)的成功研制标志着英国箱涵模具顶进技术走向成熟。1999年英国Dorney桥的泄洪涵洞施工中成功应用了ADS系统,顶进的箱涵模具体断面尺寸为宽23.0m、高9.5m.2001年美国波士顿火车站地下汽车隧道也采用了ADS系统,顶进箱涵模具体的断面尺寸为宽24.0m、高10.8m,总长度为106.8m。2002年英国M1公路15A节点处也成功应用了ADS系统,将大型箱涵模具体顺利顶进.
日本将管幕与箱涵模具顶进研究相结合开发出前端推进技术(frontjacking,FJ)和无端自推进技术(endlessself-advancing,ESA)等。1991年日本近畿公路松原海南线送尾工程采用ESA技术推进大断面箱涵模具,箱涵模具断面尺寸分别为高7.33m、宽19.80m、长47.00m.2000年大池成田线高速公路下的箱涵模具体施工采用了管幕结合FJ技术,并对管幕内土体进行注浆加固.1989年日本铁建公司采用管幕结合ESA箱涵模具推进技术承建台北松山机场地下通道工程,箱涵模具的断面尺寸分别为高7.5m、宽22.2m、长100.0m。ADS,ESA和FJ技术的共同点是先挖土后推进,这就需要对前方土体加固以保持工作面稳定,同时箱涵模具推进时需要开挖导坑,铺设轨道,箱涵模具逐节推进,因此,推力小,不需反力后备及反力架.北虹路隧道工程由于受到地面环境的限制,不能提供很大的预制场所,同时限于工程造价,管幕内的土体也不能进行加固.该工程的这一特殊性决定箱涵模具的推进方式只能是先顶进后挖土.为保证这一特殊推进方式的顺利实现,本文提出了一种新的关于箱涵模具顶进速度、姿态和液压泵转速控制等问题的综合解决方案以满足实际工程的需要.