上海地铁陆家嘴站某出入口矩形顶管施工

上海地铁陆家嘴站xx号出入口矩形顶管施工1概述(1)工程概况上海地铁2号线陆家嘴车站xx号出入口人行地道工程，位于浦东陆家嘴金融贸易中心区，两条人行地道采用矩形顶管施工，其中xx号出入口为始发井，4号出入口为接收井，分布在延安东路隧道引道段的南北两侧，见图1。图1工程总平面、纵剖面图通道由两条长各为62.2xxm的平行管道组成，两条管道外壁净间距为2.2m，管道坡度均为0.2%，管道顶平均覆土厚度约xx.3m。本工程首次采用3828mm×3828mm组合刀盘土压平衡矩形顶管机施工。通道结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节接口全部采用"F"型承插式，接缝防水装置由锯齿形止水圈和弹性密封垫内外两道组成。管节外形尺寸为3800mm×3800mm，壁厚为400mm，管节长度为2m。管节设计强度等级为Cxx0，抗渗等级为0.8MPa。工程沿线将穿越陆家嘴路、延安东路隧道南北线浦东引道段及上水管、煤气管、雨水管、污水管、市话线、电力线等地下管线。其中管道顶与φ4xx0mm污水管、φ1000mm雨水管、φ800mm雨水管底净距均为1m，与延安东路隧道南线引道段结构底最小净距为1.xx64m。(2)地质状况本工程顶管沿线主要穿越的地层为：灰色砂质粉土、灰色淤泥质粉质粘土，各土层物理力学指标见表1。各土层物理力学指标徐序号均土层名称辱层底标邮高水m鉴层食厚灾m钳含水描量昆(狠%)副容助重籍kN/m今3野孔隙碧比械e弟压缩模折量跪MPa西内摩擦鼠角庸°艇(际1)皮1亿人工填土间2.19底1.91城(梯2)列1尚褐黄色粘肌土楚0.69镇1.xx牙(捏2)剪2挽灰色砂质距粉土册-2.3传1夕3企32.1推17.9刊0.89袭7刚8.94唉(败3)述灰色淤泥页质粉质粘椅土屿-6.3哪1圣4畏42.7燥18.0楚1.20掠1芳3.13窃(嘱4)圆灰色淤泥撇质粘土微-11.装30渡4.99康60.1杀17.1而1.40强2.19勉23.6雄(耻xx)累1动灰色粘土倘-1xx缩.81撕4.xx考1厌17.6洞1.12互9摘3.67湖48.x妖x2.3828mm×3828mm土压平衡矩形顶管机(1)施工原理矩形顶管机施工以土压平衡为工作原理，通过大刀盘及仿形刀对正面土体进行全断面切削，改变螺旋机的转速及顶进速度来控制出土量，使土仓内的土压力值稳定并控制在所设定的范围内，达到开挖面的土体稳定，顶进形成的断面由不断顶入的矩形管节组成矩形隧道。

(2)主要施工机械设备及各项性能(见表2)主要施工机械设备及各项性能表2雹设备名称耕技主娃术收转参属态数晋彻指谢银标摊顶剩管芬机定壳体尺寸阵断面尺寸胸3828舱mm×3漆828m竖m群纠偏系统爆千斤顶数固量侍8洒台榜前段壳体耕长度箩3000句mm凡纠偏角度层±1.8嚷°马后段壳体攀长度腥600m老m滨最大顶力俗1200险0kN诸刀盘系统咏刀盘转速两0~1.所4rpm所螺旋机系习统绳输送能力笼42m敏3纷/h渡最大扭矩赠17xx幻kNm描转速僻0~1x欢xrpm嫂仿形刀系旺统违仿形刀数痕量棒2魄最大扭矩龟2xx.吧9kNm穿最大行程皂270m汁m想顶进装置穴千斤顶数雅量榨1启6叛台毒总顶力妥2xx6稻0t姜缸体长度赞2xx1执xxmm氧千斤顶行岂程奸1.30帐mm3矩形顶管进、出洞施工技术胆(1填)索顶管出洞溜施工技破术估筛顶管机顶苦出距工作马井句6焰m河范围为出兰洞段仆。副画①剪封门形式膏及地基加赵固缝衫工作井基摘坑支护结趴构采疯用恩SM慎W甘挡土墙，睁即在水泥搅土搅拌桩敏内插斑入新H化型钢作围面护结构，滥然后采用优现浇钢筋宏混凝土进你行内部结电构的施工携。革SM指W劈挡土墙即骡为工作井捕的洞圈封临门。也就匙是说，此赚顶管的出训洞过程即带为搅拌桩简内驾H猴型钢的拔悠除及机头付顶过出洞慢加固水泥民土段并进斧入原状土辫体的过程具。吐疲工作井外竖侧距井厅壁尺2700鸦m欠m碍范围内采蛙用携x炊x预排搅拌桩合作地基加读固，见馒图预2舰，其设计长强度橡为仙1.2M脚P角a忧。在确定腰顶进设备诉运转情况箭良好后，保将顶管机枕顶入洞圈奇内至拿距印SM辫W金挡土疤墙陶100m贡m凝左右。慌图铸2伞墙出洞段地剪基加固断泊面图祸②役洞圈止娇水桶俯洞圈与管糠节间的建企筑空隙卡为配110m如m性，在顶管盲出洞过程佩中极易造凝成外部土逼体涌入工更作井内的葵严重事故衣。为此，鞠施工前在概洞圈上安涛装一环形该帘布橡胶肝板，以密福封洞圈，巨橡胶板怀由虾12m装m步压板固定格牢靠，压睁板的螺栓虎孔采用椭川圆形式，灶以利于在际顶进中随掌时调节压愚板与管节养间的间隙始，保证帘跳布橡胶板胶的密封性敬能策。贵杏③并土仓内加熊注粘土生为防止在调搅拌桩钩内涌H自型钢拔除壤过程中正律面土体的滴坍塌，并氧由此而造缠成工作井抵前方电缆巾出现过量病沉降等施淋工险情，吵在顶管靠腹上搭H朴型钢后，饲利用螺旋麦机倒转向骗土仓内压更注粘性土役，并提高抢到一定土及压耗力格(P=0巡.06x昏xMPa刻)具。全永在土仓内续加注粘土欺，可润滑恳土体便于异螺旋机出嘴土，同时较确保刀盘面受力均匀社，避免顶财管机旋转午。停播④异主要施工蹦参数摸统索伙程由于工作争井与陆家傻嘴路距离识仅昏为我7赤m蛛，且在顶狠进中将陆佩续穿越陆挣家嘴路跑、骆φ杠4xx0毅m诱m岛污水管社、改φ港1000毕m爷m机雨水管、吃延安东路虑隧道引道猎段贤、刻φ栗800m辆m草雨水管等雄，所以在垫顶管出洞谣过程中应却尽量减少袄水土流失如，控制好供地面沉降冬。炒去在茂H纤型钢全部亚拔除后，牌应立即开虑始顶进机束头。由于阴正面为全根断面的水先泥土，为立保护刀盘渐和仿形刀勒，顶进速察度不宜过艰快，使刀汽盘和仿形洁刀能对水短泥土进行梳彻底的切寨削，防止亏井壁整体则移位；另拿外由于土澡体过硬，馅必要时可固加入适量震清水来软伸化和润滑迟土体。在画水泥土被处基本排出问，螺旋机雁内输出全守断面原状东土后，为厕控制好地料面沉降、弃顶进轴线蹲，防止顶挨管机突涉然犯"幅磕市头孕"订，宜适当番提高顶进绍速度，把已正面土压贸力建立到牙稍大于理隶论计算值龟，以减小钱对正面土角体的扰动当及出现的娱地面沉降缘。注乐在顶管的涛出洞段施冒工中，应百不断根据抱地面沉降厚的数据反咽馈进行参敢数调整，技迅速摸索萝出各类参势数最佳设禾定值集。史摔(2咐)惊顶管进洞汗施工技锤术崇宪顶管机顶国进至距接云收闪井宿6慧m申范围为进反洞段俭。而执①遭顶管机姿史态的复核社测葬量唤精当顶管机球逐渐靠近遵接收井时询，应适当芽加强测量树的频率和陶精度，减灭小轴线偏割差，以确炭保顶管顺钻利进洞。陪顶管贯通连前的测量灿是复核顶嘉管机所处辅的方位、卵确认顶管栗机状态、亦评估顶管盏机进洞时刘的姿态和昆拟订顶管售进洞的施弊工轴线等地的重要依减据，使顶记管机在此漂阶段的施爬工中始终山按预定的搂方案实施株，以良好瘦的姿态进房洞，正确谣无误地座货落到接收胶井的基座笨上差。兰牌②彻各施工参奴数的调徐整角纸在顶管到伸达距接收冰井绑6耐m膀时，停止政第一节管端节的压浆锹，并将压乖浆位置逐俘渐后移，租保证顶管爽机在进洞妙前杯有察6膝m滚左右的完穴好土塞效鸭应，避免软在进洞过茅程中减摩屿泥浆的大蜂量流失而腐造成管节芹周边摩阻嘉力骤然上唐升俗。露维在顶管机糕切口进入奸接收井土泰体进洞加轧固区后，挪应立即调款整机头姿俘态，使其锻与顶进轴毅线相平行述，尽可能灵将顶管机押和后部管个节间出现顿的接缝间陶隙减为最来小。同时谢适当减慢衬顶进速度层，加大出隶土量，逐香渐减小正勺面土压力哪，以保证材洞口处结永构稳定和吉顶管机设召备完好新。屿无③愈洞圈封辆堵侧京在顶管机声切口到达厕混凝土搅弊拌桩后，蛾停止顶进歼，并在接药收井洞圈林外搅拌桩趋的四个角梅开观察孔甲，以确切横探测出顶好管机的实安际位置，巡在确保顶初管机能正魂确落在接累收井洞圈搬范围内时辜，开始凿覆除搅拌桩悬。如偿在搅拌桩展被完全凿钟除后，迅配速、连续砍顶进管节芳，缩短顶恩管机进洞遵时间。顶长管机顶进循到位后，总立即将钢紧板与其焊公成一个整猛体，并用尤水硬性浆灶液填充管被节和洞圈中的间隙，弱减少水土斩流失。蹲4顺艳顶管顶进纲施工技术潜(1腊)匠主要施工劲技术参数料的控细制雹必①旅正面土压纷力的设赠定继仁作为土压多力的最初椒设定值。央在实际顶叙进后，通弱过顶进参驼数、地面沉沉降监测斯数据，将芽设定土压馅力值调整蛙到润0.12但MP录a哨左右时，尘出土量、昨地面沉降余情况较为蚕理想币。循

届②斧出土量控填制喊览一节管节上的理论出派土量派为呼3.8×甲3.8×蔑2=29狼m扯3庸。在顶进轧过程中，箱应精确地会统计出每县节管节的沫出土量，需尽量使之祝与理论出部土量保持寺一致，以镇保证正面涨土体的相末对稳定，尘减小地面绕沉降量揉。誓葵③遮顶进速蓬度芽除顶管顶进卖速度是保殃证切口土坑压力稳定档、正面出阻土量均匀鸟的主要手舒段。所以榜在顶进时低，应不断坐调整顶进怨速度，找兽出顶进速压度、正面讨土压力、煮出土量三尖者的最佳础匹配值，矛以保证顶禁管的顶进痛质量，确劳保顶进设勾备以最佳稠状态工作银。旷疤④弄各施工参改数的相互禁关池系鸟(艰见顾图灰3五)步卸图射3倾批施工参数而雷达漆图军纲减小正面形土压力可望适当减小井刀盘扭矩紫，但同时苍将增大地嘴面沉降量当。绢增加润滑累泥浆压注衬量，可减适小顶进阻宾力，同时趴适当提高湿顶进速度毛。屑(2铜)躁顶进轴线糖的控游制索移轴线控制离是矩形顶肺管顶进的尚一大难题予，由于顶寺管机外壳肢与外部土废体间大是挥4势个面积物为拥12m凑2稻的面面接接触，所以简在顶进时据一旦出现凝较大量的本偏差并形深成导向，妖将增大纠挎偏难度岔。酿尚顶管在正事常顶进施甩工过程中绩，必须密辅切注意顶雄进轴线的撞控制。在叔每节管节若顶进结束列后，必须翼根据顶管笨机的姿态虎，做到随嘱偏随纠，订且纠偏量尝不宜过大联，以避免航土体出现症较大的扰质动及管节祝间出现张伸角咱。闪牺①框高程控焰制划此考虑到顶巾管上部管瞒线众多，滴在顶进过毙程中一旦法顶管上抛唯过量，不裂宜采取降串低地面土河压力、增沈大出土量印、过量向贩下纠偏等纽动作。在瑞顶进时，瞎将高程始林终控制在月负值，这胜样即使在此顶管机下偶沉过量时逗，应采取羞的纠偏措夏施也和地蛙面沉降控辞制要求相珠统一乘。原忆②祖平面控沾制殿溪由于受第喉一条顶管呢顶进时挤色压、压浆穿等影响，斤在已成管繁道周边土犬体强度较里原状土大铺，以至在钓第二条顶断管顶进时项，平面将违偏离已成造管道。顶垦进时将平垄面始终控扫制在靠已孩成管道方平向，以利拜于顶管轴蓬线控制关。弓座③蒸转角控没制伐捉由于矩形鼓隧道今后熟是作人行信通道用，齐因此对管盛道的横向以水平要求自较高。在客顶进过程完中需密切禽注意顶管翼机的转角揪，一旦出押现微小转翻角，就应箭立即采取痕刀盘反转筑、加压铁按等措施往症回纠。帜④歌形成良好加导绵向屿圣在顶进时征每俗隔副1约m帐对顶管机少姿态进行分复核，随渗偏随纠。贵在出洞段昨就形成一景个与设计主轴线相吻略合的顶进钟轨道，使萝顶管始终惑沿此导向若向前延伸墨，减小顶命管轴线控海制的难度嗓。土设⑤育注浆纠息偏宴摸如管节轴待线偏离后秒不及时纠比正，导向周一旦形成袖，会造成皮顶管机更镇大的偏离季。在管节粮不同部位林注浆，起歇到纠偏效钢果沈。绍勉在整个顶孕进过程中叛，轴线严讨格控制在卸质量标准木以内。顶舍管机切口晒及尾部偏些离轴线最预大值为：单切口平虏面列+38m绑m隆，高蹦程绿-2xx徐m榆m抛；叠铜尾部平坑面阅-47m所m恋，高亮程宁+xx2滚m塔m湿；露双(3绿)辆管节减益摩寻度为减小土桑体与管壁巷间的摩阻刚力，控制味好地面沉眨降，提高胶工程质量陷和施工进叔度，在顶杯管顶进的食同时，向难管道外壁降压注一定贩量的润滑使泥浆，变绵固固摩擦披为固液摩睁擦凭。时扎加强润滑终泥浆的压关注管理，将一方面要鲜保证一定露的压注量蜻，另一方赤面还应保木证所注泥导浆要有质沈的要求。省为保证压吓浆效果，是主要采取薪了以下技愿术措施蚁：湖绸①严对泥浆原围材料进行扎验收，保孙证其质量币；制定合畅理的泥浆渗配比，保门证润滑泥晚浆的稳定间；经常对妄拌好的泥紧浆进行测却试，确保画润滑泥浆战的质量爹。效值②摇压浆顺减序胡祥地面拌翠浆在→狭启动压浆章泵孙→蹄总管阀门肺打蔑开经→栏管节阀门煌打僵开遮→堤送驱浆逝(记顶进开饰始欲)夫→兆管节阀门盛关猎闭寇(辅顶进停密止煌)乡→壁总管阀门愧关举闭相→挂井内快速兴接头拆裂开者→财下管秒节勿→欠接稍2芒寸总蜻管没→孕循环复始淋。叔治忧单节管节涛注浆量计苏算卡：滚致V=2×饺(3.8肝282-课3.82备)×xx济00%=挑2.1m交3裳③板制定合理告的压浆工毛艺，严格嫁按压浆操第作规程进塘行。为使序顶进时形裤成的建筑皇间隙及时随用润滑泥桌浆所填补时，形成泥艘浆套，压怠浆时必须蝇坚恋持扒"炎随顶随压叶、逐孔压绑浆、全线映补浆、浆乱量均丰匀门"验的原则，受注浆压力涨控制抱在确0.xx蝶MP抖a垒左右帖。仇贤x恨x烟桌周围环境踪保护的施扰工技术措溜施济斤由于工程撒沿线将穿柄越延安东面路隧道浦稿东引道段寺及上水管业、煤气管气等诸多地夏下管线，席见鸭图繁4药，在顶进签过程中的睁地面沉降泽控制极为嗽重要刑。焰酷图搭4器插管线分布袖图蛙见(1永)许地面沉降齐机元理娃够在顶管顶郑进过程中店，由于顶夹管机周围付土体的扰湾动和地层虹损失，造泥成地表沉乘降女。删言从理论上楚讲，顶管回法施工引种起隧道周伟围地表沉当降主要指予施工沉降探、主固结盖沉降、次贿固结沉降涝三者之和信。由于次梁固结沉降寨量相对较宝小，一般谢认为总沉译降量等于案施工沉降单加上主固劲结沉降。垂施工沉降胸是指在施咬工过程中唱由于地层牵损失而引王起的地表拔沉降。产晒生施工沉看降的主要喇原因有：赚①亩在顶进过袍程中，由肤于切口水缺压过低、拴实际出土还量大于理钻论出土量唱，引起周俯围土体不半断涌到顶捉管机正面厚，使土层熔出现应力净重分布烘；锈相②悬顶进时，质同步注浆状未能及时奋填补盾尾帽和管节之牌间形成的敲建筑空隙地，致使周洞围土层应穗力释放，毙填补了这继段空隙茅；软城③鄙在顶管纠方偏时，引盐起一侧土虑体挤压，悼另一侧土刺体附加应蝴力释放，谢形成空隙百。幼略主固结沉室降主要由昨于顶管顶拦进过程中棒对土层产滨生扰动，英使隧道周矿围土层产随生超孔隙揭水应力，料而在这部与分超孔隙条水应力消圣散后，引奥起土层压搜密。主固横结沉降与屿土层厚度鸣有着密切宫的关系，添土层越厚浙，主固结批沉降占总锡沉降的比肾例就越大手。告盘(2舱)绵地面沉降惯控制技各术歉精①恭合理使用四仿形刀装况置误盈本工程采段用组合刀短盘矩形顶玉管机，由衣于沿线有崖大量重要孤管线，对污地面沉降慌要求较高犹。而圆形月刀盘对正拉面土体的肢切削率仅铃为垂78锁%嫩，仅靠刀屑盘切削土浅体，势必不将对地面秃土体产生虏较大的扰议动。为此炮，本矩形社顶管机专喂门安装了槽一套仿形混刀装置，扔对矩形顶裕管机的四扎个死角内岸土体进行全仿形切削驱，以配合奋大刀盘充游分切削正活面土体械。配雷②感严格控制亭顶进技术召参伍数显章顶进速度战不宜过快脱，一般控惯制榨在剃1xxm孩m/mi尊n舞左右，尽挂量做到均设衡施工，其避免在途稼中有较长喝时间的耽驾搁。坦严格控制锣顶管的出与土量，防惯止超、欠奉挖窗。颗森严格控制量顶管顶进积的纠偏量售，尽量减杏小对正面倍土体的扰步动。携保证持续壤、均匀压承浆，使出锈现的建筑漂空隙能被漂迅速得到北填充，保竹证管道上宏部土体的雷稳定。太③申尽量避免纸顶住管衣"暖背昆土截"温枣由于矩形省顶管顶部斗是一腹个俩3.8宋m席宽的面，俘在顶进时察犹如一条安慢速运行鸡的传送带棋，这就极乞易发生管爸节顶滤部央"足背痛土横"贡现象，造昏成已成管牲节段由于除土体的不杠断损失而器出现持续格的地面沉疲降。为消颗除此工程昂难点，一办方面通过垫压注触变送泥浆尽量瓜避遭免柏"强背贷土膜"剃现象发生雄，另一方娘面在顶进维过程中专还门对出洞堆段管节上公部进行注臣浆，随时猴填堵由于眨管句节画"骄背司土蹈"蒙而出现的替建筑空隙蛛，保证管表线安全眉。御激④信信息化施读工，调整威各施工参趁数隔东沉降监测撒是指导工怖程施工的捷眼睛，了堂解各类管慨线、隧道柱引道段动使态情况的婆科学依据协是判断顶傅进技术措竹施合理与连否的标准渣。名晴顶进前，茶在顶进轴冰线全线及朽几个重要寻横断面上孔进行布点怎，顶进后拿实超行既24悉h闪连续监测液，及时把仰监测数据缸反馈到施某工人员，