基于顶管法的综合管廊施工关键技术研究
万磊摘要顶管法是地下综合管廊暗挖施工主要形式能较传统开挖施工所产生诸多弊端。
阐述顶管法基原理和优势基础上结合南京市江北新区综合管廊项目对施工关键技术分三阶段进行细化研究重明确了顶进推力计算、优化了管节接口防水构造分析了0区沉降观测值并针对性总结了顶管施工易出现问题提出应对措施旨类似顶管法施工提供借鉴参考。
br kg r rgr xv rgr gr gllr br lv vg b rl xv b xg b rl vg kg b gr gllr r gb r g rl k lg r r r g lrg ll kg r zg rr rr r lzg l brv vl 0 rvl g rbl r r r r kg r rr rv rr r lr r kg 关键词顶管法;综合管廊;顶进推力计算;管节接口防水K r kg ;gr gllr;kg r ll; rr图分类9903 献标识码 编0063（00）0030 引言顶管法施工技术早应用9世纪末美国北太平洋铁路建设随相继英国、德国、日等国发展起。
0世纪50年代我国北京和上海开始应用顶管法施工北京首次铁路线路下顶进钢筋混凝土管节而上海则穿越黄埔江顶进了钢结构管节。
直到0世纪90年代我国开始多城市应用顶管法施工并取得成功如表所示。
顶管法施工是通系列机械设备将各类管节依次从始发顶管井利用掘进机头和顶进推力穿越土层至接收井暗挖管线施工方法主要应用软弱土地层不阻断交通、不破坏既有道路和植被前提下穿越地表及地下障碍物具有机械化程高工期短造价低无噪声、绿色环保等显著优势。
工程概况南京市江北新区综合管廊二期工程位国级江北新区核心地段及其周边地区8条路段下建设总长53k工期五年。
入廊管线包括有气、电力、通信、给水、雨水、空调热力管等十余种类型。
顶管法施工主要集+5683+585围共计五段直线长约公里下穿丰子河、浦滨路、浦口道、鎮南河路及上穿地铁0线。
管节钢筋混凝土材质强等级50抗渗等级8。
管节径尺寸包括36和两种如图和表所示。
施工关键技术 施工前准备阶段 顶管井施工项目05共计6座顶管井其0井“方型井”5“圆形井”（如图所示）。
顶管井采用钻孔灌桩+高压旋喷围护形式。
以3井例按“分层开挖”原则其主要施工顺序放坡开挖→灌桩施工→高压旋喷桩施工（止水帷幕+地基加固）→次开挖→冠梁施工→二次开挖→围檩施工→三次开挖→垫层施工（钢筋凝土+素凝土+碎石）→衬施工。
外顶管井井壁进行初始洞门凿除即先洞门围打深探孔观察孔渗水情况;然由上往下分层凿除混凝土、切除钢筋清理工作面;洞门周围安装止水圈密封橡胶板提高洞口止水效防止外部水土涌入顶管井。
（图） 顶进推力计算顶进推力计算是现场施工顺利进行关键计算结将直接影响到千斤顶规格数量及组合、靠墙尺寸设计和顶进长等。
顶力设计会造成靠墙厚、继多等问题造成浪费增加成;顶力设计则会造成顶进缓慢或断。
项目选取长距离段进行顶进推力估算具体如下πLk+其—管道外径;L—管节设计顶进长;k—管节外壁和土平摩擦力（k触变泥浆减摩擦取k）—顶管机迎面阻力。
封闭机头迎面阻力（π）g×r×其g—机头外径;r—淤泥质粉质黏土容重（取75k3）;—管节覆土深。
3 顶管机选型与安装项目根据管径不分别选用？准350和？准90两种泥水平衡式顶管机。
种顶管机是集机械、液压、电控、激光和测量等多种现代化技术体暗挖管廊顶进设备其土层利用身系统平衡切削接触面土体压力动化程高配备操作人员少安全可靠。
顶管机共包括千斤顶、基座、机架和靠墙四部分。
顶力由顶管井允许顶力和管节允许顶力共定且千斤顶要沿管节心轴线方向左右对称布置确保受力匀;基座必须正确定位牢固顶进程不变形、不沉降;机架通高强螺栓工作井拼装完成其上两根轨道必须等高、平行;靠墙心与顶进轴线重合且表面平整满足顶进工作要。
项目创造性管节连接处应用“型承插口+两道0型聚异戊二烯密封橡胶圈”接口构造措施了传统接口处止水效差、無法做到事前检测问题。
管节安装到位顶进施工前和施工完成应分别进行两次打压试验打压压力06稳定恒压3。
（图） 施工程阶段 触变泥浆控制利用浆泵将由膨润土、水和掺合剂三种材按定配比混合而成触变泥浆压至管节与土体缝隙通触变泥浆良流动性减顶管顶进程摩擦阻力压浆按照“先压顶、随顶随压、及补浆”原则确保顶进顺利进行。
顶进程控制顶管正常顶进程重控制顶进速、出泥量、动态纠偏等参数。
顶进速初始值般应控制0正常工作则可控制030;出泥量理论上切削下土体混合化倍体积泥浆防止超挖或欠挖正常情况下出浆量控制理论出浆量98%～00%;动态纠偏利用四动态纠偏千斤顶通激光纬仪激光束照射位钻掘系统光靶上判断是否发生顶进偏差操纵液压纠偏系统调节掘进系统机头产生偏摆确保顶进方向正确性。
3 继控制继是将长距离管线分成若干短距离采用接力逐段顶进方式增加顶进距离长距离顶管施工重要措施。
继设置位置和数量应根据总顶进推力和管材允许顶进推力共确定般用钢材制作沿环向设置千斤顶。
地表沉降控制以0区例顶管施工由0顶管始发井开始依次#7#监测终达到顶管接收井共97867沉降监测。
根据图6可知#、#和7#监测位地层较坚固区域顶进程沉降速率较;3#、#和5#监测位地层软弱区域顶进程沉降速率较。
现场管理人员可根据实沉降监测数据对顶管顶进推力、顶进速等进行及调整确保顺利顶进必要可对局部监测加密布置。
3 施工结束阶段顶管顶进施工结束管节与土孔隙应及入固化泥浆替换前触变泥浆利用前触变泥浆浆系统及管路实现浆液置换以防期引起地面不匀沉降。
固化泥浆浆要5级普通硅酸盐水泥压密浆水泥浆液水灰比压密浆加固浆压力03～05。
3 结论当前顶管法施工现场应重关以下几方面①顶管进出洞门极易出现流砂、流泥等现象造成顶进失败。
②顶进程不可控制因素多常遇到知障碍物影响使得顶推力出现异常值造成机头烧坏。
接头安装应做胶圈完整性和气密性检测。
当遇到软弱地层应加快顶进速快速通该地层减少停留。
外应及调整机头前进方向避免程出现“抬头”和“低头”现象。
展望随着我国城市地下空开发利用持续加快顶管法施工技术发展将迎新历史机遇。
管节方面向口径管和新材管节方向发展提升管节空利用效率;顶进距离方面向长距离顶管发展将微电子、工业传感、实控制、液压技术综合应用顶管机械。
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