顶管隧道地下对接施工工法

由上海市第一市政工程有限公司完成的工法顶管隧道地下对接施工工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《顶管隧道地下对接施工工法》是上海市第一市政工程有限公司完成的建筑类施工工法；作者分别是董泽龙、徐刚、徐飞、胡瑞灵、王剑锋；适用范围是市中心区或老城区，交通繁忙、地下管线和房屋密集、场地狭小难以设置接收井的场合，通过对掘进机结构的改造，可以对隧道线形、长度和管径进行各种选择和变更，适用于不同夹角隧道、不同管径隧道的直接贯通和超常距离顶管施工。《顶管隧道地下对接施工工法》主要的工法特点是可以实现多种形式对接；对掘进机外壳和内部结构进行改造加工；两个顶管掘进机在施工过程中实行联合双向测量；采取了对接区加固及防水、机头连接、内部结构施工等关键技术。2008年1月31日，《顶管隧道地下对接施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家二级工法。形成原因形成原因随着城市市政基础工程建设的不断发展，地下工程建设逐步进入高峰，建设项目越来越多，可供开发的地下空间资源越来越紧张，工程实施的难度不断加大。随着政府与社会对城市文明建设、环境保护的日益重视，快速、文明施工的呼声越来越高，对地下工程建设的要求越来越多、越来越严格在交通繁忙的城市中心区或交通流量较大、管线较多等道路区域进行施工必须尽最大可能减少对地面交通的影响、减少对周围环境和居民生活的影响。所有这些因素推动着非开挖技术不断发展，作为主要非开挖技术之一的顶管施工，施工方法在不断改进，出现许多新的施工工艺，地下对接技术就是其中之一。为此，上海市第一市政工程有限公司立项《顶管施工地下对接技术》进行科研攻关，在2005~2006年度，成功实施了四段总长2416米的不同形式的顶管对接施工，形成了《顶管隧道地下对接施工工法》。

工法特点工法特点《顶管隧道地下对接施工工法》的工法特点是：1.可以实现多种形式对接：线形上有直线对接、曲线对接、直角对接、斜角对接等；管径上可以是同管径隧道和不同管径隧道。2.为便于对接的实现，对掘进机外壳和内部结构进行改造加工，对接成功后两个顶管掘进机的外壳作为隧道的永久结构，掘进机的内部机械拆除回收。3.两个顶管掘进机在施工过程中实行联合双向测量，改进测量工艺以修正测量误差，确保精确对接的实现。4.为确保对接贯通和施工安全，采取了对接区加固及防水、机头连接、内部结构施工等关键技术。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《顶管隧道地下对接施工工法》的适用范围是：1适用于市中心区或老城区，交通繁忙、地下管线和房屋密集、场地狭小难以设置接收井的场合。2通过对掘进机结构的改造，可以对隧道线形、长度和管径进行各种选择和变更，适用于不同夹角隧道、不同管径隧道的直接贯通和超常距离顶管施工。

工艺原理《顶管隧道地下对接施工工法》的工艺原理叙述如下：顶管地下对接是应用顶管施工的基本原理，利用两台经过改造加工过的顶管掘进机，在不设中间接收井的情况下，从两端向中间顶进，通过准确的双向测量控制，将两个顶管掘进机外壳作为隧道永久结构进行对接，实现超长距离隧道或转角隧道或不同管径隧道贯通的一种施工方法。在施工过程中，需采取一定的辅助性关键技术措施，主要有掘进机对接段的加固措施以防止水土流失和控制地面沉降；两个掘进机之间的准确定位和连接措施；对接段隧道内部结构的施工技术措施等。

施工工艺《顶管隧道地下对接施工工法》的工艺流程如图1所示。

图1地下对接顶管施工流程示意图《顶管隧道地下对接施工工法》的操作要点如下：一、掘进机结构改造掘进机及相关辅助设备改造对顶管地下对接特别重要，结构的好坏是对接能否完成的前提和主要条件。应着重考虑以下几个方面：1.双向切口结构改造以便于对接导向和连接，分直线和夹角对接两种；2.合理地布置整体结构，以便对接后设备拆除和后续工序的进行；3.合理地布置圆周注浆管和面板正面注浆管，使之能更好地改良土质和建立可靠的隔水帷幕。如图2~图7所示。

二、隧道对接区加固及防水在顶管对接施工结束后，为保证机头开仓连接施工时不发生水土渗漏，保证两个对接机头形成封闭的整体和施工安全，必须在对接施工前对顶管对接区土体预先进行加固。土体加固采用常规的旋喷桩和注浆施工方法。材料设备材料设备《顶管隧道地下对接施工工法》，根据隧道直径需要相应的顶管掘进机两台，掘进机结构需根据隧道直径和线型经过改造和加工，尤其是机头外壳要便于对接并将作为隧道永久结构外模。其他配合顶管施工的附属设备同常规顶管施工工艺另外，由于对接区内部结构施工，需要常规钢筋混凝土结构施工的相应设备。质量控制质量控制采用《顶管隧道地下对接施工工法》施工时，除应遵照国家标准《建筑地基基础工程验收规范》（GB-2002）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB-2002）和上海市建委颁发的《市政地下工程施工质量检验规范》（DG/TJ08-236-2006）、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ182003）标准的有关规定外，施工中还应达到表3的规定。安全措施安全措施采用《顶管隧道地下对接施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.严格遵照国家颁发的《建筑机械施工安全技术规程》（JGJ33-2001）和上海市市政工程管理局对施工现场安全的有关规定。2.顶管机及各种设备用电、混凝土管节吊运、吊车使用、各操作员的操作程序等遵照常规顶管施工规范，不得违章作业。3.对接区土体加固必须认真按方案执行，对接区隧道防止水体渗漏是安全的基本保障。4.对接区机头连接施工前，必须按应急预案准备好各种设备和材料。5.对接区机头连接焊接施工时，改善管道内的施工条件，保持管道内空气流通，确保施工人员的健康和人身安全。6.对接施工作业空间较小，对施工操作和运输人员的行动和工作部位要统一指挥，统一调度。

环保措施环保措施《顶管隧道地下对接施工工法》的环保措施如下：1.施工前，对隧道轴线沿途尤其是对接区的建筑物、构筑物、地下管线及地质条件进行调查，制定相应对策。2.施工过程中，对周边的建筑物、管线等实施全过程监测，根据监测数据对施工参数及时调整并严格控制，确保土体变形在允许范围内减少对周围环境影响。3.在对接区顶管施工和土体加固施工时严格控制施工参数，有效控制地面变形量和后期变形量，尽量减少对周边环境的影响。4.对接区机头连接施工时，必须对机头内和周边环境实施全过程监控，尤其密切注意机头内水土渗漏情况和周边环境的变形情况。5.对周边环境的保护措施必须及时有效。

效益分析效益分析《顶管隧道地下对接施工工法》的效益分析如下：1.减少了中间接收井的施工，不但节约工程本身的投资，更是节约了社会资源，减少土地占用，减少地下管线及房屋的搬拆迁，减少对社会交通和居民生活的影响，经济效益、社会效益和环境效益明显，如表4所示。2.对接顶管施工为两个顶管掘进机从两端向中间分别顶进，两个掘进机可以同时顶进，同时减少了接收井建设，缩短了建设周期。3.随着地下空间的不断开发利用和地下工程的不断发展，在城市市区的隧道工程建设中具有较大的发展潜力。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算应用实例应用实例《顶管隧道地下对接施工工法》的应用实例如下：上海市污水治理三期UWW1.5标工程有三段，两段为曲线顶管对接，一段为直角对接；另外，杨高中路电力隧道工程有一段大口径的曲线顶管对接。一、工程概况及施工情况1.上海市污水治理三期UWW1.5标工程原设计XYW1-2顶管接收井位于江场路与粤秀路交叉口。该井周围有广粤路三号桥，奎照村污水泵站，海军地下军事设施，4根380伏电缆，通信电缆4根，给水Φ200。因无法实施，决定取消YXW1-2顶管接收井，改为地下顶管直角对接。为了使地下直角顶管对接具有可操作性和安全性，以及保护军事通信光缆和地下军事设施，减小对俞泾浦驳岸的影响，原KZW2-1工作井至YXW1-2接收井的Φ1650顶管改为Φ1800顶管；YXW1-1工作井至YXW1-2接收井的Φ1650顶管不变。两段均为“S”曲线顶管（图11）。图11直角对接平面示意图GYW4-2号~GYW6-1号之间采用Φ1650