矩形顶管施工的研究与应用

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矩形顶管的工程特点

矩形顶管的工程特点

矩形顶管的工程特点矩形顶管是一种常见的地下管道施工方法,它的工程特点主要体现在以下几个方面。

矩形顶管具有施工效率高的特点。

相比传统的开挖施工方法,矩形顶管可以减少地面开挖的范围和深度,从而减少了施工时间和成本。

矩形顶管的施工速度通常比传统开挖施工快2倍以上,特别是在繁忙的城市道路或铁路线路下进行施工时,可以减少对交通的影响,提高施工效率。

矩形顶管适用范围广。

矩形顶管可以用于各种地下管道的铺设,包括给水管道、排水管道、电力线路等。

由于矩形顶管的特殊结构,可以适应不同的地质条件和施工要求。

无论是在软土地区还是在坚硬地质条件下,矩形顶管都能够实现稳定的施工。

矩形顶管可以实现无开挖铺设。

在一些特殊情况下,如在城市中心区域或历史建筑物下方进行管道铺设时,传统的开挖施工方法可能会造成严重的破坏和影响。

而矩形顶管可以通过局部挖孔和推进的方式进行施工,减少了对地面的破坏,保护了周边环境和建筑物的完整性。

矩形顶管具有较强的承载能力。

由于矩形顶管采用了钢骨混凝土结构,具有较高的强度和刚度,能够承受较大的压力和荷载。

这使得矩形顶管在地下管道工程中具有较高的安全性和可靠性。

矩形顶管可以实现连续施工。

在矩形顶管施工过程中,可以采用连续推进的方式,不需要停工拼接,从而减少了工期和工程成本。

这种连续施工方式特别适用于较长的管道铺设工程,可以更好地保证施工的连贯性和一致性。

总结起来,矩形顶管作为一种先进的地下管道施工方法,具有施工效率高、适用范围广、无开挖铺设、较强的承载能力和连续施工等工程特点。

在城市化进程不断推进的今天,矩形顶管将继续发挥重要作用,为地下管道的铺设和维护提供更加可靠和高效的解决方案。

谈矩形顶管施工技术在城市管廊中的应用

谈矩形顶管施工技术在城市管廊中的应用

谈矩形顶管施工技术在城市管廊中的应用摘要:近年来,我国的城市化进程有了很大进展,城市管廊建设越来越多。

对大断面矩形顶管的设计及施工技术进行系统研究。

除了能够解决城市管廊在施工中遇到的各种技术难题,确保在有限的工期内顺利完工外,还能完善矩形顶管设计理论,形成成套施工技术,产生良好的社会、经济及环境效益,为以后其他类似工程提供技术借鉴。

本文首先分析了工程特点,其次探讨了矩形顶管施工技术在城市管廊中的应用,以供参考。

关键词:城市综合管廊;施工技术;矩形顶管引言城市地下空间建设规模不断扩大,中心城区大部分地下空间均已进行开发利用。

但由于规划及权属问题,地下空间之间呈现碎片化、零散化,为提高其利用效率,对已有或待建地下空间之间需要通过地下连通道使其成为整体。

加之存在多年前规划的老城区道路狭窄,无法扩大其面积只能通过提高空间利用率来解决交通问题,地下连通道亦可有效的缓解城市交通的压力。

1工程特点顶管机下穿市区主干道,需在不影响地面交通状况和管线的前提下高效完成施工生产任务,这就对顶管施工如何有效控制地表沉降提出了更高的要求,同时也是本工程施工的重难点。

该地区特殊地质全断面粉土粉砂富水量极为丰富,在极端地质条件下无疑又给顶管施工增加了难度,施工风险系数高、施工技术要求高、社会关注度高为工程显著特点。

2矩形顶管施工技术在城市管廊中的应用2.1接收始发洞门处防渗漏施工措施为保证顶管机顺利接收,进出洞洞门往往略大于管节尺寸,因此顶管贯通后,应第一时间采用钢板将管节外壁与洞门钢环连接,以防止缝隙内出现涌水风险。

洞口预埋钢环及与洞口连接的管节预埋钢环的连接钢板焊缝须连续不渗漏水,同时洞口预埋钢环及与洞口连接的管节预埋钢环的钢材均不低于Q235,除与混凝土接触外面,钢板需涂刷防锈漆三度。

钢板安装完毕后,应及时施作洞门环梁,新老混凝土接触面须进行凿毛处理,并施作一圈遇水膨胀止水胶条,要求被粘贴面干燥、无灰尘,以保证粘贴的可靠性,以进一步消除洞门渗水风险。

矩形顶管施工技术分析

矩形顶管施工技术分析

矩形顶管施工技术分析摘要:矩形顶管施工技术广泛应用于城市地铁建设中,特别适用于复杂地质条件下的隧道施工。

相比传统的开挖法,矩形顶管施工技术可以减少地上的拆迁和交通影响,同时也降低了施工对地下水位和地下管线的影响。

因此,矩形顶管施工技术在城市地铁建设中发挥了重要的作用,为城市交通发展提供了可靠的支持。

本文立足于广州市轨道交通某站点工程为例,详细分析了地铁出入口矩形顶管施工技术。

关键词:地铁;矩形顶管;施工;技术引言:相比传统的开挖法,矩形顶管施工技术可以减少地上的拆迁和交通影响,同时也降低了施工对地下水位和地下管线的影响。

因此,地铁出入口矩形顶管施工技术在城市地铁建设中发挥了重要的作用,为城市交通发展提供了可靠的支持。

广州市轨道交通某站点出入口工程运用矩形顶管施工技术,仅用时2个月顺利完成贯通,大大缩短了工期。

因此,矩形顶管施工技术分析对轨道交通发展有着重大意义。

一、工程概况该工程为广州市轨道交通十三号线某站点,位于广州市黄埔区黄埔东路北侧、文船厂生活区及红山街道办事处东侧空地,平行于黄埔东路,出入口通道北往南下穿沿江高速上桥段与车站主体北侧相接,双岗地铁站已投入使用。

黄埔东路沿线管线复杂,地面道路交通繁忙,为减少出入口施工时对周边环境的影响,采用顶管法顶进施工。

顶管断面尺寸为7.7m×5.1m,壁厚550mm,顶进长度49.8m,覆土厚度3.17~3.8m。

顶管下穿黄埔东路、广深沿江高速及众多市政管线,道路车流量巨大,施工时对道路交通和地面变形控制要求高;顶管穿越DN1200及DN800废弃污水钢筋混凝土管,设备要求及顶进过程控制风险较高;施工场地狭小,始发井净空仅7.9m,接收井净空仅3.3m,现场施工、设备组装及拆卸难度高。

顶管施工穿越地层主要为素填土、粉质黏土、砂质粘性土(可塑)。

图1顶管施工地质剖面图二、矩形顶管施工技术施工工艺流程2.1始发井施工施工围护桩、坑底加固体、止水帷幕及端头加固体、后靠加固体、第一道支撑,开挖至加强钢管撑下0.5m,施工加强钢管撑,开挖至第二道支撑底0.5m,施工第二道支撑,进一步开挖基坑至坑底。

矩形盾构顶管施工技术在城市隧道中的应用

矩形盾构顶管施工技术在城市隧道中的应用

矩形盾构顶管施工技术在城市隧道中的应用结合郑州市中州大道下穿隧道工程施工实例,对土压平衡矩型盾构顶管机的实用性、超大断面矩型盾构顶管施工始发到达的安全、沉降控制、姿态控制技术四方面进行了阐述。

标签:矩型盾构施工;隧道;应用1 工程概况中州大道是郑州市贯通南北的交通大动脉,宽达100米,双向14个车道,承载着郑州交通繁重任务,为了保障施工期间最小程度的影响交通,施工采用矩形盾构施工,不仅对地上道路的正常通行、周边环境的影响比较小,而且施工的安全性、施工效率也比较高。

采用矩形盾构施工,还可使隧道的空间利用率提高近20%,与人工开挖相比,效率将提高4-5倍。

2 主要新技术研究及其应用2.1 技术特点本工程下穿中州大道段采用土压平衡矩形盾构顶管法施工,顶管段具有以下主要特点:开挖断面大、覆土埋深浅、隧道间距小、管线间距近、沉降要求高。

矩形盾构顶管段机动车道断面为10.1m×7.25m,断面72.2m2;非机动车道断面为7.5×5.4m,而目前国内已经成功应用于施工的最大断面顶管为6.9m×4.9m (断面面积33.81m2);此外因受场地条件限制,隧道上最小覆土仅为3.5m;隧道之间间距小,2条矩形盾构顶管隧道净间距为1m,距离DN600mm的雨水管仅1m;最长推进长度达到105m;是目前世界上断面最大的矩形盾构顶管,在设计技术上突破了六刀盘复合开挖联合控制技术、盾体推进过程当中的减少摩擦的设计、超薄壳体和超大断面的结构强度设计优化等关键技术难题,施工难度大。

2.2 矩形盾构顶管采用的土压平衡矩形盾构顶管机是由中国中铁装备自行研究、设计、制造的二台多刀盘辐条式土压平衡顶管机,大顶管尺寸:10120mm×7270mm,小顶管尺寸7520mm×5420mm。

切刀和先行刀采用高耐磨的硬质碳钨合金刀具,以适应各类土体和加固体,并配备良好的泡沫和膨润土、触变泥浆注入系统。

矩形顶管在地铁出入口施工中的应用研究

矩形顶管在地铁出入口施工中的应用研究

矩形顶管在地铁出入口施工中的应用研究摘要:随着国内各大型城市的发展,地铁建设被各大中城市大力发展,但是城市中地铁建设面临各种复杂的建设环境,特别是针对出入口,施工场地狭窄,不能明挖施工,给地铁建设带来了诸多施工难题,矩形顶管施工作为一种非开挖技术被广泛应用于过街通道、水利工程等,为城市地铁安全经济建设提供了可选的施工方案。

关键词:矩形顶管地铁出入口施工现状展望随着国家城镇化战略的不断深入推进,大型城市、特大型城市的交通拥堵问题日益严重凸显,地铁作为城市公共交通,具有运力大、地下运行、受外部和天气环境影响较小、节能环保,被各大型城市大力发展,对于缓解城市交通拥堵问题具有重要作用,目前随着国家长三角一体化发展战略部署,轨道交通大力发展的趋势不可阻挡。

但同时,地铁建设也存在诸多问题,例如城市内施工管线复杂、周边建构筑物较多、对现有通行道路影响严重、建设周期长,由于地铁建设对本就拥堵的城市道路加剧拥堵,对周边的建构筑物和管线造成较大影响,施工风险高,施工难度大,施工周期长。

为确保在地铁建设的过程中,尽可能减少对城市地面交通的干扰和破坏,传统的明挖法、盖挖法、暗挖法等开挖方法受到地质水文条件、周边环境、建构筑物的影响等存在安全性、经济型、适用性等方面的问题,为了尽量减少对城市地表的开挖,近年来,非开挖技术得到了快速发展和广泛应用,特别针对外部施工限制条件较多的工程,矩形顶管施工技术就是其中之一,使矩形顶管施工技术得到更多的推广和应用。

1.矩形顶管施工简介矩形顶管施工是一种非开挖施工方法,广泛应用于过街通道、地铁出入口、管廊、市政工程,具有不开挖路面、不封闭交通、不搬迁管线、低噪音、无扬尘等优点,在施工时,对周边土体扰动小,能有效控制地面沉降的施工方法。

相较于圆形顶管具有使用面积更加充分,矩形顶管工程与盾构工程对比有以下相同点:一是都属于暗挖法;二是都需要开挖始发接收工作井;三是工作面的开挖方法、进出洞施工技术基本相似;四是都涉及到接缝防水,周边环境保护问题。

矩形顶管机及矩形隧道的研究与应用

矩形顶管机及矩形隧道的研究与应用
在水下按设计要求完成扩底发支盘的 挤扩成型施工。与相同桩径、桩长的普 通难注桩相比,承载力可提高50%一 200%,其单方混凝土承载力为普通灌 注桩的2倍以上。挤压力3000kN,扩底 直径1
2.Om。
2~2
成阶梯型人造持力层,将软弱松散地基
进行加固挤密,使得该层土体得到改 良。解决了软弱松散地基无浅部持力 层的问题.提高了短桩的承载能力。 该桩型具有桩基的承载特性,可采
2伽1年11月
施T技术
CONSTRUGTlON TECHNOLOGY 51
第30卷第11期
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各种软弱地基,在地表下3—9m范围 内有相对较硬土层时.优势更明显。采 用滚技术已完成60余项、近400个单 位工程的地基加固施工任务,建筑面积 在300万fn2以上。 成果完成单位:北京渡森特岩土工程有 限公_J 孔内深层强夯法应用技术 孔内深层强夯法是根据“动力固 结”的机理与现代科学技术为一体的地 基处理技术。施T时先成扎,再向孔内 填料,以高动能、超压强特异莺锤在孔
量,使土压舱内的土压力值稳定并控制 在所设定的压力值范围内,达到开挖切
削面的土体稳定。与圆形隧机相比,没
其刚度和强度要求,具有渗滤、环箍、 限裂效应和消除由传统模板引起的容
器效应。混凝土浇注后模网小拆除,可 代替钢筋骨架,且具有良好的抗剪性和 延性;粱扳柱与墙体均为观浇混凝土. 整体性强,对抗篙十分有利。 外保温帝枇建筑模网墙体能达到 建筑节能50%的国家标准,总热吼可 达1
家大型重点工程的数百万m2各类疑 难地基处理。 成果完成单位:北京瑞力通地基基础工 程有限责任公二J 可变式扩底支盘桩设计 与设备应用技术 可变式扩底支盘桩是用特制的挤
扩成型设备在原来普通灌注桩的基础 上增加底部扩大头和中间的挤盘.提高 承载力。扩底支盘成型设备用液压传 动原理及自动控制技术研制而成.能够

矩形顶管施工的研究与应用

矩形顶管施工的研究与应用

矩形顶管施工的研究与应用【摘要】:文章着重介绍矩形顶管施工的研究与应用现状,简要说明了大截面矩形顶管在施工过程中的应用情况,并对矩形顶管的未来进行展望。

【关键词】:矩形顶管;施工技术1. 概述近几年来,随着市政建设的高速发展特别是双层隧道、过街人行地道、地铁车站的进出口的联通道、城市地下管线共同沟、引水和排水管道工程等这类地下隧道工程的发展,加上隧道掘进技术的日益提高,许多地下结构的断面尺寸越做越大,同时为了提高地下空间的利用率和节约成本,往往把断面形式做成矩形,这些都为矩形顶管的应用创造了时机和条件。

矩形顶管的研究对于进一步的城市建设具有重要意义,并有十分广阔的应用前景。

2. 矩形顶管施工的发展与应用世界上最早的顶管法隧道是1826年开始建筑的英国伦敦穿越泰晤士河底的公路隧道,隧道断面为11.4m×6.8m 的矩形,由于采用人工挖掘方法,隧道掘进了18年才完工。

由于圆形隧道衬砌结构具有受力均匀、内力较小的优点,而且施工性能又较好,故在此后的100余年内,几乎所有的隧道断面全都是圆形的。

20世纪60年代末,日本和欧洲一些国家开始研究矩形顶管技术,尤其以日本发展的比较快。

20世纪70年代初,矩形顶管技术首次成功运用于日本东京的地下联络通道中。

我国在这个领域研究和应用起步较晚,90年代初上海隧道股份研究所开始对矩形顶管的切削工具、正面的土压力平衡方式、出土方式、顶进系统及其配套系统进行研究,并于1998 年在上海地铁2 号线东昌路至陆家嘴越江隧道的旁通道施工中进行了工业性试验。

1999年4月,上海地铁2号线陆家嘴站5号出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技术研究所自行研制的3.8 m×3.8 m 矩形刀盘式土压平衡顶管机,在两个月时间内完成了两条隧道的推进,工程质量优良,并确保了在施工期间路面交通的正常使用和地下管线的安全。

2006年4月,上海地铁6号线浦电路站3号出入口矩形通道施工采用目前截面最大的矩形顶管机,顶管机截面尺寸为4360mm×6240mm,长度为5200mm。

矩形顶管站内接收及拆解施工技术研究

矩形顶管站内接收及拆解施工技术研究

矩形顶管站内接收及拆解施工技术研究摘要:福州地铁4号线凤凰池出入口矩形顶管工程采用站内接收及拆解,并转运至始发井吊装出井施工工艺。

以此为研究背景,介绍了站内接收并站内拆解的关键技术措施。

通过此方法,避免了接收井顶板开洞,扩大了矩形顶管工法的使用范围,减少了对周边环境影响,取得了良好的施工效果,可供相关工程参考。

关键词:矩形顶管;地铁施工;站内接收;站内拆解中图分类号:文献标识码:文章编号0.引言矩形顶管施工技术是一种非开挖的隧道施工技术,我国自上世纪90年代中期开始矩形顶管的研发应用,主要用于城市地下立交道路、大断面公路隧道主线及其匝道、城市过街人行通道、地下管线共同沟、小区地下车库通道、地铁出入口等项目[1]~[3]。

这些项目的共同特点是周边环境复杂、施工安全性要求更高,减轻对周边交通条件和环境状况的干扰和破坏。

矩形顶管在地铁站站内接收及拆解转运至始发井吊装出井施工工艺是施工的关键技术,对周边环境影响小,施工效果好。

以福州地铁4号线凤凰池出入口矩形顶管工程采用站内接收及拆解,并转运至始发井吊装出井施工工艺为研究背景,介绍了站内接收并站内拆解的关键技术措施。

通过此方法,避免了接收井顶板开洞,扩大了矩形顶管工法的使用范围,减少了对周边环境影响,取得了良好的施工效果,可供相关工程参考。

1.工程概况福州地铁4号线凤凰池4号出入口位于杨桥西路北侧,接收端位于杨桥西路主体结构内负一层,4#出入口接主体结构直线段通道采用顶管法施工,长度22.58m,单向纵坡为0.44%(下坡),顶管区间隧道覆土厚度4.87m~4.97m。

顶管接收方式采用站内接收形式,顶管机从始发井顶进至接收端后,在接收端对顶管机进行分解,运输至始发井,再吊装出井。

图1-1工程总平面图福州地铁4号线凤凰池站4号口顶管穿越的土层为:(2-4-1)淤泥层,(3-1-1)粉质粘土层。

顶管覆土厚度为:4.87m~4.97m。

顶管顶进坡度为:0.44%。

江苏矩形顶管施工工程(3篇)

江苏矩形顶管施工工程(3篇)

第1篇随着城市化进程的加快,城市地下空间的需求日益增长。

江苏省作为我国经济发达地区,城市化进程迅速,城市地下空间开发利用成为提升城市品质、优化城市布局的重要举措。

在此背景下,矩形顶管施工技术凭借其高效、环保、安全等优势,在江苏地区得到了广泛应用。

一、矩形顶管施工技术概述矩形顶管施工技术是一种不开挖或少开挖的地下工程施工方法,通过顶管机和顶进设备,将预制管节在地下逐节顶进,形成地下通道。

该技术具有以下特点:1. 高效:施工速度快,可有效缩短工期,降低工程成本。

2. 环保:减少地面开挖,降低对周边环境的影响,有利于城市生态环境保护。

3. 安全:施工过程中,地下空间相对封闭,施工安全风险较低。

4. 适用性强:可适用于多种地质条件,如砂卵石地层、软土地层等。

二、江苏矩形顶管施工工程案例1. 苏州吴江综合管廊工程苏州市吴江区综合管廊工程全长1.39公里,采用基坑围护明开挖矩形顶管施工工艺。

其中,下穿体育路段顶管总长64.55米,埋深56米,共计42节,每节长度为1.5米。

为确保矩形顶管机的顺利始发,项目部从施工技术、安全质量、物资机械、监控量测、文明施工等方面进行了全面部署。

2. 南京地铁2号线东延线工程南京地铁2号线东延线工程首次应用矩形顶管技术,实现全部贯通。

该工程共设5个矩形顶管出入口,管节外径为6.9米乘4.2米的矩形,顶进总长度约108米。

为攻克施工难题,南京地铁积极组织设计单位开展工法研究,并邀请专家论证,最终决定采用矩形顶管工法进行施工。

三、矩形顶管施工技术在江苏地区的发展前景随着江苏地区城市化进程的加快,矩形顶管施工技术将在以下方面发挥重要作用:1. 优化城市地下空间布局,提高土地资源利用率。

2. 降低城市地下空间开发成本,提高施工效率。

3. 减少对周边环境的影响,实现绿色施工。

4. 推动江苏地区地下工程施工技术的创新与发展。

总之,矩形顶管施工技术在江苏地区的发展前景广阔。

在未来的城市建设中,矩形顶管技术将继续发挥其优势,为城市地下空间开发利用提供有力支持。

超大矩形顶管技术在地下通道工程的应用

超大矩形顶管技术在地下通道工程的应用

超大矩形顶管技术在地下通道工程的应用摘要:在当前城市发展中,为了最大限度的利用土地资源,且不对人们的生活造成较大的影响,很多城市逐渐将土地规划着重放在地下通道建设当中。

但是在实际的工程施工中,由于施工技术的不同,其造价和影响会有着很大的差异。

本文将会对超大矩形顶管施工技术进行阐述,并对明挖法和矩形顶管法进行经济性比较,以此为基础对其未来的发展和研究方向进行探讨,以供参考。

关键词:地下通道工程;矩形顶管技术;明挖法;一、超大矩形顶管施工技术1.工作、接收井设计在地下通道中采用超大矩形顶管施工技术,需在顶管线路两段设置出发井和接收井,将顶管从出发井进入,经顶推后传递到接收井,以此完成推进作业。

两端的出发井和接收井均需预先设置掘进工具头吊装孔。

由于顶推工艺会对出发井产生一定程度的限制作用,因此其长度应一般来说相对较长,而接收井也会受到顶管掘进头大小的控制,其尺寸也不宜过大。

2.顶进过程在顶管正式顶进之前,施工人员应对掘进工具头和千斤顶设施的初始状态进行调整,对其控制参数的初始数据进行确认,并对其测量轴线进行复核定位。

在地下通道施工中,超大矩形顶管技术的初始顶进过程可以说是参数进行积累的调整过程,其速度不宜过快,一般需要控制在10mm/min,顶进之后,其速度可以控制在20~30 mm/min之间。

在开展初始推进过程时还应与当时的地面沉降数据进行有效结合,以此对出土速度进行控制,从而对最佳掘进参数进行选择。

3.施工监测与地下管线保护在顶管开始顶进作业之前,首先应对施工场地的周边环境进行调查并掌握,比如地下管线、地面建筑物以及地下设施等。

在施工期间,应详细记录各项变形监测数据,并以此为基础,对施工技术进行不断的优化和调整,以此在顶进施工过程中,可以根据地质、地形等环境条件的变化动态且合适地对施工参数进行精准的确定,从而对地面沉降进行有效控制。

另外在顶管接触到地下管线时,可对顶管施工参数进行一定的优化,从而进一步对地面沉降曲线的特性指标进行控制,以此满足环境保护的相关要求。

矩形顶管技术在综合管廊中的应用

矩形顶管技术在综合管廊中的应用

矩形顶管技术在综合管廊中的应用摘要:目前,矩形顶管技术已被应用于综合管廊建设中,但关于矩形顶管技术应用的重点不够深入。

本文立足于设计视野,从工作井、接收井、加固土体、分析顶力出发,并以K项目为例,将矩形顶管技术应用于综合管廊建设中,阐述应用矩形顶管技术的方法和价值,旨在为综合管廊建设提供技术指导,凸显矩形顶管技术的优势。

关键词:综合管廊;矩形顶管技术;应用引言综合管廊是指城市的地下管道走廊,是城镇化基础设施建设的重点,以建设地下隧道走廊为主,集中管理给排水、电力系统、燃气系统、热力系统、通信工程和广播电视。

综合管廊诞生于十九世纪,从欧洲最先发展起来,经过100多年的发展,综合管廊技术越来越成熟。

在繁华都市建设综合管廊已成为时代的热点,但大范围开挖已无法满足城镇化建设需求,会对市容市貌带来负面影响。

所以,非开挖技术呈现良好的发展态势,矩形顶管技术也在这种环境下得以发展[1]。

矩形顶管技术是建设综合管廊中采取的施工技术,目的是缩小路面开挖范围,保护管线和构筑物,降低对城市地下、地面的破坏程度,提高综合管廊建设质量。

1综合管廊和矩形顶管技术概述1.1综合管廊地下综合管廊也被称为共同沟,是指城镇化建设中用来铺设市政管线的隧道。

综合管廊起源于1833年的巴黎,目前已有一百多年的发展历程。

现阶段,综合管廊已被应用于国外发达国家,建设效果良好。

我国综合管廊工程起源于北京,北京天安门广场的地下管廊就是典型案例。

截止2022年末,我国地下管廊建设总长已超过2000km。

为了促进城镇化发展,建设综合管廊必不可少,该技术的标准也在不断规范[2]。

传统管线施工中大多采取两种方法,一种为架空敷设,另外一种为埋地敷设,对比传统施工技术,综合管廊的优点如下:第一,空间利用率高,利用投料口和检查井能提升地表空间利用率,塑造市容市貌;第二,属于一次性建设工程,避免“马路拉链”,降低城市交通压力,对大众生活产生较小的干扰性;第三,分类管线入廊,通过常规巡查维护,能确保管线的质量和安全性,延长使用年限。

矩形顶管技术发展与研究现状

矩形顶管技术发展与研究现状

矩形顶管技术发展与研究现状随着工程技术的逐步推进,当前现代化基础设施建设已经拥有了更加先进的技术体系,本文结合矩形顶管施工技术,首先分析了该项技术的发展基础及应用优势,其次阐述了国内矩形顶管技术的发展现状,最后阐述了在当前现代化基础设施建设领域,矩形顶管技术施工以及发展过程中遇到的难题,意在通过本文论述,为该项技术的发展奠定理论基础。

标签:大断面;矩形顶管;研究现状随着现代化城市建设需求的提升,传统的施工技术无法满足当前的多样化施工需求,因此,在尽量减少对地表开挖程度的基础上,矩形顶管施工法已经成为当前基础设施建设过程中应用较为普遍的高效率施工方式之一,该种方式能够有效提升地下空间施工以及管道施工效率,同时降低对地表形态的破坏,因此充分研究矩形顶管技术的发展基础,探究当前的发展现状,并且理清发展难题,对于矩形顶管技术的优化和创新有着积极的促进作用。

1顶管工艺发展的技术基础矩形顶管技术首次出现是在1892年,而首次将矩形顶管技术应用在混凝土管道建设中的项目是在1957年的德国[1],该项目的实现成为众多建筑学者热议的话题,同时也成为了社会发展中的主流技术,此后针对顶管施工技术进行了大范围的技术创新,如在1972年,日本首先研发了一套以先导式掘进机为主的隧道挖掘技术,并且利用顶管施工结构中的千斤顶实现了独立的顶进控制体系。

该项技术在20世纪60年代中期传入我国,上海某企业针对当时的大口径机械式顶管进行了试验研发,建立在中继站的基础上实现了超远距离的顶管施工推进,最大距离达到了120 m[2]。

当前我国现代化矩形顶管技术的发展,得益于传统的矩形掘进机的发展,以及建立在优化的圆形顶管技术基础上实现的。

在20世纪90年代后,我国才真正的将顶管施工技术向矩形顶管施工方向进行转型。

从传统的圆形顶管施工技术和当前使用的矩形顶管施工技术的优势角度来看,矩形顶管施工技术能够进一步开发结构断面的利用价值,较传统的顶管隧道能够节约大量的空间。

矩形顶管技术研究报告

矩形顶管技术研究报告

盾构和矩形顶管机技术研究报告盾构与顶管机已广泛应用于地铁、公路、电力、热力、排水等城市隧道工程。

圆形隧道因其结构受力合理、施工工艺相对简单而广为采用。

与圆形断面相比,矩形断面有效使用面积通常大20%以上。

在城市隧道中人行地道、电缆沟、综合管廊等市政隧道工程尤以矩形最为经济。

一、矩形顶管机主要特点1、施工工作井比盾构工作井小,降低占地面积。

2、具有不开挖路面、不封闭交通、不搬迁管线、低噪音、无扬尘等优点。

3、在施工时,对周围土体扰动小,能有效的控制地面和管线沉降。

并能在市政管线与通道顶部垂直1米的距离穿越,而不破坏管线。

4、在同等截面下,矩形隧道比圆型隧道能更有效地利用地下空间。

二、矩形顶管机施工主要流程1、始发井施工2、预制砼管节5、掘进顶推6、准确贯通4、管节安装3、掘进机安装到位7、通道贯通 8、投入使用三、矩形顶管机技术研究(一)矩形顶管机类型1、可变网格式该型顶管机切口处安装有16格网格,用于切割及支护正面土体。

中间四格为可变网格,该四格网格可根据出土量和机头姿态控制方便地调节其开口率。

土体经网挤压后进入机头,采用人工出土。

2、小刀盘式该型顶管机有4台小刀盘切削土体,切削面积可达到整个面积的40%(包括螺旋机),4台小刀盘可单独运转,通过编组运行可方便的控制机头的姿态。

它由螺旋输送机出土,可基本保持土压平衡,并维持开挖面的稳定。

3、滚刀式该型顶管机可全断面切削,两把滚刀可正反转,并可单独运转。

由螺旋输送机出土,可保持土压平衡,并维持开挖面的稳定。

4、组合刀盘式该型顶管机有l 台大刀盘及四把仿形刀组成切削刀组,能全断面切削,大刀盘及仿形刀能正反转。

由螺旋输送机出土,可保持土仓内的土压平衡和维持开挖面稳定。

(二)组合刀盘式土压平衡矩形顶管机组成1、矩形顶管机主机顶管机主机可分成前后两段,中间由多台纠偏油缸联接。

前后段之间的密封采用二道唇形橡胶密封圈。

正面由大刀盘及4把仿形刀对土体进行全断面切削。

非开挖矩形顶管工法在综合管廊施工中的应用探讨

非开挖矩形顶管工法在综合管廊施工中的应用探讨

非开挖矩形顶管工法在综合管廊施工中的应用探讨目录一、非开挖矩形顶管工法介绍二、苏州城北路综合管廊长距离矩形顶管案例介绍三、深圳地铁下沙人行地下通道案例介绍四、矩形顶管工法和设备的发展趋势及存在问题探讨一、非开挖矩形顶管工法介绍矩形顶管工法:采用顶管机械,边切削、边排土、边顶进将管道逐段向前形成矩形地下空间的一种“绿色、环保、安全”的非开挖施工技术。

矩形顶管机顶管管节顶管始发井顶管接收井随着我国经济建设的高速发展,矩形顶管越来越多的应用于综合管廊、地下人行通道、地下车行隧道、地铁交叉渡线及区间、地铁出入口通道及联络通道、地下商业街、地下车库连接通道、地下排洪通道等地下工程建设中。

地下综合管廊地铁出入口过街通道问题的提出:1、当前地下综合管廊的建设特点:城市规划新区、结合既有城市道路升级改造、沿地铁环线建设;2、当前综合管廊施工工法:支护明挖、盖挖逆作、少量顶管(盾构);3、矩形顶管(盾构)作为“绿色、安全、环保”的非开挖工法,如何在城市地下空间开发建设中,得到大量的推广和应用?矩形顶管优点:绿色、环保、安全•不封闭交通、不拆迁管线,避免交通疏解、管线迁改费用,工期可控。

•同等面积,比圆形隧道更有效利用地下空间,空间利用率提高20%;•对土体扰动小,能有效控制地面道路、沿线建(构)筑物和管线沉降;•相对于浅埋暗挖工法施工速度快,安全性高;•施工噪音低,粉尘排放少,避免大量土方挖填和支护费用。

空间利用率节约20%土方挖填、支护止水比较:❑常规明挖法施工:1000m为例,宽度8m,高度4m,埋深5m,土方开挖面10m,土方挖:90000方,填:68000方,挖填:15.8万方,2万车,1500万元。

支护费用:?❑顶管法:外运土方:3.2万方,320万元。

支护费用:0。

综合管廊明挖施工遇到以下情况,宜采用矩形顶管法施工。

1、穿越深厚淤泥质土、富含水砂砾石等复杂困难地层;支护、止水费用占比50%以上,暗挖施工风险较大;2、遇征地拆迁困难,政府行政主管部门不准开挖地段;3、下穿地面交通繁忙路段、道路节点;4、管线众多且部分管线迁改困难及迁改、保护费用很高,时间不可控;5、下穿河道、湖面、高速公路、铁路、城市快速干线;6、近距离上跨地铁区间;7、下穿老城区、文物古迹、历史名胜保护区等;8、埋置较深支护费用高,大量土方挖、运输,造成粉尘、尾气污染。

矩形顶管在城市下穿中的施工技术

矩形顶管在城市下穿中的施工技术

矩形顶管在城市下穿中的施工技术摘要:矩形顶管施工工法已广泛应用于城市地下人行通道施工工程中。

近年来, 随着城市轨道交通的大发展, 矩形顶管法也开始应用于城市轨道交通的工程中, 尤其是在下穿主干道路出入口通道的施工工程中应用较多。

传统的明挖顺作法施工, 虽然工法成熟、风险小、纯土建的造价较低, 但是施工期间需要对道路交通进行疏解甚至封路, 道路下众多的地下管线也可能需要临时搬迁或保护, 由此造成的附加工程造价很高, 对社会、周边环境等的综合影响较大。

而采用矩形顶管法施工时, 对地面交通基本无影响, 也可以避开地下管线, 施工控制精度高, 对周边环境影响小, 具有明显的优势。

关键词始发渣土改良触变泥浆1 工程概况1.1 地理位置与设计概况广州市轨道交通三号线东延段工程及同步实施工程总承包项目中间风井附属结构风道下穿亚运大道,始发井位于亚运大道南侧,接收井位于番广区间中间风井,为站内接收。

风道管节外尺寸7500mm×4300mm,壁厚500mm,标准节长度1500mm,顶管顶进长度33米。

始发、到达端采用管道注浆+端头旋喷加固。

1.2工程地质、水文地质情况番广区间中间风井穿越地质主要为:2-1A淤泥、1-2素填土、5H-1砂质粘性土、5H-2砂质粘性土、2-3淤泥中粗砂,掘进覆土埋深4.12~6.17m 。

水文情况:本次详细勘察阶段揭露的地下水水位埋深变化较大,初见水位埋深为为 0.80~4.70m,标高为2.98~6.91m ,稳定水位埋深为0.75~5.10m,标高为 2.63~7.11m 。

图一下穿纵断面图1.3周边环境∅800砼给水管管底埋深约2.179m,与顶管管顶距离约0.882m,位于顶管上方,东西走向;∅1000球墨铸铁给水管管底埋深约1.711m,与顶管管顶距离约1.247m,位于顶管上方,东西走向;∅800砼给水管管底埋深约1.89m,与顶管管顶距离约1.564m,位于顶管上方,东西走向;地面为亚运大道主大道。

综合管廊矩形顶管工程应用技术探讨

综合管廊矩形顶管工程应用技术探讨

综合管廊矩形顶管工程应用技术探讨摘要:在城市施工发展中矩形顶管是在顶管技术的基础上发展起来的,同时也被广泛应用到综合管廊中,本文在论述综合管廊施工特点的基础上,探讨了综合管廊中矩形顶管施工技术。

关键词:综合管廊;矩形顶管;施工技术引言随着城市化进程的快速推进,地下空间利用需求越来越突出,在地下空间开发建设过程中,如过街人行通道、地铁出入口等工程,往往会遇到地下设施和管线等构筑物保护的难题,其拆迁或迁改的费用又极其昂贵,使地下空间建设成本增加很多,因此需要一种新型的地下工程施工技术,使其能够避开交通疏解和管线拆迁的难题,实现地下大型空间的建设。

矩形顶管是大直径圆形顶管的延伸,其在同等截面积下比圆形隧道更有效地利用空间,且不需进行隧道底地面铺平,不仅省时而且可降低工程造价20%左右。

矩形顶管技术施工时不用从地面开挖,可有效解决地下工程管线迁改的难题;施工无噪音、无环境污染;可用于地下管线共同沟、地下联络隧道、过街人行隧道、地铁出入口通道等地下空间的建设。

随着矩形顶管技术应用的推广,为了适应不同的地质条件和截面越来越大的使用需求,其关键技术也在不断革新发展。

1、综合管廊概况所谓综合管廊(共同沟)是指将两种以上的城市管线集中设置于同一人工空间中,所形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。

在这个空间内可以容纳市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线,以及专门的检修口、吊装口、监测系统、给排水系统、照明系统、通风系统、电力系统、通信系统、防灾设备等,并实施统一规划、设计、建设和管理。

1.1、核算成本并不高众所周知,综合管廊不便分期建设,一次性建设综合管廊的投资约为传统管道铺设的1.5~2.0倍,但是从全寿命周期成本的角度看,综合管廊长远期的经济效益大。

综合管廊内管线进行补充、更新、扩容时,可以减少路面重复开挖的次数,延长道路使用年限,确保交通顺畅,减少对道路园林绿化的破坏,保护环境,节约多方面的养护、修缮费用。

矩形顶管在城市综合管廊中的应用

矩形顶管在城市综合管廊中的应用

矩形顶管在城市综合管廊中的应用摘要:在市场经济发展中,城市化加快进行,人口开始向城市区域集中,各类建筑工程增多,导致城市有限建筑空间更加稀有。

加上,各类管网也开始增多,城市地面空间越来越少。

面对这种情况下,在城市管线建设中,更多建筑企业关注地下空间,在政府城市建设规划过程中,加快综合管廊建设力度,加大了矩形顶管在管廊建设的应用,有效保障了城市综合管廊建设质量,也可以节约有限的城市建筑空间。

因此,在城市综合管廊建设中,应当重视矩形顶管的使用过程,需要结合施工区域现场情况和施工方案要求,选择合理的矩形顶管建设方案,促使城市综合管廊建设更加合理,有效推动城市经济建设发展。

关键词:矩形顶管;城市综合管廊;施工技术引言:在城市加快建设中,综合管廊建设有效满足城市发展的各方面需求,有助于推动城市发展水平更高[1]。

结合相关数据统计,城市管道施工是非常容易产生安全事故的,直接造成45亿经济损失,间接经济损失高达500亿元。

城市综合管廊能够保障城市市政服务的完善性,需要加大管护力度,有效降低管道运行风险,降低安全事故产生[2]。

而矩形顶管在施工过程中,具有绿色性、安全性、环保性等优势,并不需要进行开挖施工,也可以不封闭交通、不拆除管线,对施工区域环境产生的影响较小,施工速度快,安全性较高,有效满足当前城市综合管廊建设,保障城市经济快速发展[3]。

一、综合管廊概述城市综合管廊就是在城市区域中建造隧道空间,将多个城市间的管线集中设置在同一地下空间所形成的城市基础设施,便于进行集中管护,也可以降低设计难度。

一方面,我国在建设综合管廊过程中,更多将经济价值体现在管道直埋上,这种是不合理的,也是不科学的,需要从施工环节、养护、管理等方面进行综合比较,才能充分体现出城市综合管廊的优势。

现阶段管道直埋在成本管控上更多只考虑资金投入过程,没有对交通成本、重埋成本等进行考虑,导致城市综合管廊经济效益主要体现在重埋建设上,难以对交通环境产生影响。

矩形顶管施工方案

矩形顶管施工方案

矩形顶管施工方案一、背景介绍矩形顶管是地下工程中常用的一种施工方法,主要用于隧道和地下管廊的建设。

矩形顶管施工方案涉及到工程施工的各个环节,包括设计、材料选用、施工工艺等方面。

本文将介绍矩形顶管的施工方案。

二、设计要点1.结构设计: 矩形顶管结构设计应符合承载要求,保证安全可靠。

2.截面尺寸: 根据实际工程需要确定矩形顶管的截面尺寸。

3.支撑设计: 确保在施工过程中矩形顶管能够稳定支撑土层,并满足要求的承载能力。

三、施工材料1.钢材: 矩形顶管常用钢材作为主要承载材料。

2.混凝土: 用于矩形顶管的浇筑,确保结构的牢固和耐久性。

四、施工工艺1.开挖: 根据设计要求进行开挖工作,注意保证工程质量和施工安全。

2.支撑: 在开挖完成后进行顶管的支撑工作,确保顶管能够稳定受力。

3.浇筑: 进行矩形顶管的混凝土浇筑工作,注意控制浇筑质量和施工进度。

4.固化: 在混凝土浇筑完成后进行固化工作,确保混凝土达到设计强度要求。

五、施工安全1.规范操作: 操作人员需按照规范进行施工操作,避免发生安全事故。

2.安全防护: 在施工现场设置必要的安全警示标志和防护设施,确保工人和设备的安全。

3.监测检测: 定期对施工过程进行监测和检测,及时发现和解决问题,确保工程质量。

六、质量控制1.质量检测: 对矩形顶管的材料和施工过程进行检测,确保施工质量符合设计要求。

2.验收: 完工后进行质量验收,确认各项指标符合规范要求。

七、总结矩形顶管的施工方案是地下工程中至关重要的一环,设计合理、施工规范将直接影响工程的安全性和可靠性。

只有严格按照规范要求进行设计和施工,才能保证工程质量和安全。

希望本文所述内容对您有所帮助。

大断面矩形顶管顶进施工技术研究

大断面矩形顶管顶进施工技术研究

大断面矩形顶管顶进施工技术研究摘要:当前矩形管施工技术在理论研究、设备开发、施工技术、质量管理等方面比较成熟,随着城市的迅速发展,对地下空间开发利用的需求将会增加。

今后将优先考虑城市工程项目,如建造隧道、综合管廊和电力隧道,具有良好的发展前景和广阔的应用前景。

项目规模和技术在不断变化。

矩形管施工技术将在长距离、大断面、复杂环境中继续发展,进一步加强矩形管施工技术的发展趋势,为我国隧道施工提供技术支持和理论借鉴。

关键词:大断面;矩形隧道;顶管顶进施工技术矩形顶管施工技术是一种基于圆形顶管施工技术的新型非开挖施工技术。

矩形管道的特点是由矩形或接近矩形的部分(管道造型)和矩形或接近矩形的截面管材组成的隧道。

矩形管道比圆形管道可利用的空间更多,这有助于规划隧道空间的使用。

一、大断面矩形隧道沉降、姿态控制重难点1.顶管隧道沉降制重难点(1)上部管道隧道段呈矩形,上部层和上部管道屏蔽结构形成的拱面较大,底板受屏蔽结构支撑,土层变形较大。

(2)道路车辆较多,动力负荷大且不稳定,地面沉降监测难度就会更大。

(3)在同一深度,随着顶管盾壳面积的增大,表层土应力弧形的形成作用大大降低,表层土对沉积的敏感性大大提高,同时泥浆保护层发挥着减摩作用,“背土效应”也越来越明显。

2.顶管隧道姿态制重难点(1)管道隧道段为矩形。

由于土层不平和注射压力差,顶管隧道左右压力不均匀,导致顶管隧道中心线偏差。

(2)上部管道隧道断面特别大,施工过程中土舱各点压力不等,导致上部管道隧道轴线偏移。

(3)包装机体积短,质量高,隧道覆盖土层较浅,同时在施工过程中注入大量接触泥浆。

因此,在上部管道施工过程中很容易抬起和浮动上部管道支撑。

二、大断面矩形隧道顶管顶进施工技术1.开挖面土压力的设定土压平衡式顶管机,利用压力室的土压力平衡开挖面的土壤,达到管道正前方开挖面的土沉降控制目标。

因此,建立土压力平衡是顶进施工的关键。

2.顶进速度控制为了稳定土仓压力,行驶速度应与螺旋输送机的转速相匹配,同时必须兼顾注浆(触变泥浆),确保触变泥浆能均匀填实管节与地层的空隙,起到润滑作用,盾构顶管推进速度不宜过快也不宜过慢,过快和过慢会导致地面下沉,因此在盾构顶管施工期间必须保持一定的速度前进。

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矩形顶管施工的研究与应用【摘要】:文章着重介绍矩形顶管施工的研究与应用现状,简要说明了大截面矩形顶管在施工过程中的应用情况,并对矩形顶管的未来进行展望。

【关键词】:矩形顶管;施工技术1. 概述近几年来,随着市政建设的高速发展特别是双层隧道、过街人行地道、地铁车站的进出口的联通道、城市地下管线共同沟、引水和排水管道工程等这类地下隧道工程的发展,加上隧道掘进技术的日益提高,许多地下结构的断面尺寸越做越大,同时为了提高地下空间的利用率和节约成本,往往把断面形式做成矩形,这些都为矩形顶管的应用创造了时机和条件。

矩形顶管的研究对于进一步的城市建设具有重要意义,并有十分广阔的应用前景。

2. 矩形顶管施工的发展与应用世界上最早的顶管法隧道是1826年开始建筑的英国伦敦穿越泰晤士河底的公路隧道,隧道断面为11.4m×6.8m 的矩形,由于采用人工挖掘方法,隧道掘进了18年才完工。

由于圆形隧道衬砌结构具有受力均匀、内力较小的优点,而且施工性能又较好,故在此后的100余年内,几乎所有的隧道断面全都是圆形的。

20世纪60年代末,日本和欧洲一些国家开始研究矩形顶管技术,尤其以日本发展的比较快。

20世纪70年代初,矩形顶管技术首次成功运用于日本东京的地下联络通道中。

我国在这个领域研究和应用起步较晚,90年代初上海隧道股份研究所开始对矩形顶管的切削工具、正面的土压力平衡方式、出土方式、顶进系统及其配套系统进行研究,并于1998 年在上海地铁2 号线东昌路至陆家嘴越江隧道的旁通道施工中进行了工业性试验。

1999年4月,上海地铁2号线陆家嘴站5号出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技术研究所自行研制的3.8 m×3.8 m 矩形刀盘式土压平衡顶管机,在两个月时间内完成了两条隧道的推进,工程质量优良,并确保了在施工期间路面交通的正常使用和地下管线的安全。

2006年4月,上海地铁6号线浦电路站3号出入口矩形通道施工采用目前截面最大的矩形顶管机,顶管机截面尺寸为4360mm×6240mm,长度为5200mm。

该顶管机由上海市机械施工有限公司与日本小松公司合作研发,双方具有共同知识产权。

这表明我国在这一领域取得了长足的进步。

3. 矩形顶管的特点与施工难点3.1 特点圆形断面的优点在于圆形结构受力合理、施工推进过程中受到的摩阻力小,缺点是空间利用率低。

矩形断面相比于同类圆形断面,其优势主要表现在以下几方面:(1) 与圆形断面相比,矩形断面的有效使用面积显著增大,增幅在20%以上。

(2) 用于人行、车辆等的地下通道不需要再进行地面铺平工序,不仅省时而且可降低20%左右的工程造价。

3.2 施工难点及其解决方法(1) 机头背土矩形顶管工具管与周围的土体之间直接接触,因为土体重力的作用,工具管上方将不可避免的一直有一层不规则的土粘在上面,这相当于变相造成工具管断面积比管道断面积大,这个缝隙往往由上层土体下沉填充,从而引起地面沉降。

因此要在机头壳体顶部注浆,形成泥浆膜,减少土体与壳体的摩擦,防止背土发生。

(2) 顶进轴线的控制轴线控制是矩形顶管顶进的一大难题。

顶管在正常顶进施工过程中,必须密切注意顶进轴线的控制在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。

(3) 机头旋转矩形顶管掘进机在推进过程中不可避免地产生机头旋转,施工中经常利用纠偏装置、压浆、变角切口来解决机头旋转。

(4) 顶力大矩形顶管机头与施工土层的接触面积要大于同等截面的圆形机头,故要求的顶力也大于后者。

应通过理论计算和设置泥浆套等技术措施来设计合理的顶力。

(5) 机头进出洞技术矩形顶管掘进机在进出工作井洞口时,因洞口空隙封堵不及时产生水土流失和正面土体倒塌,会产生较大的地层损失和地面沉降,宜对洞口止水框和橡胶止水板有较高要求,保证有很好的止水效果。

4. 矩形顶管施工技术的应用上海市轨道交通六号线浦电路车站3号出入口,位于浦东新区东方路与浦电路交界南侧的绿化带中。

该出入口地下通道位于浦电路车站工程的⑥-⑧轴之间,穿过东方路直至潍坊八村居民区内,通道采用矩形顶管法施工,推进方向为自东向西。

顶管长42m,共28个管节,每个管节长1.5m,内部尺寸为长3.36m,高5.24m,厚度为0.5m。

顶管机截面尺寸为4390mm×6270mm,长度为5200mm,是目前国内最大的矩形截面顶管机。

始发工作井截面尺寸为12460mm×13000mm,底板埋深约13~14 m;接收工作井截面尺寸为12300mm×12800mm,底板埋深约13 m,出入口结构围护为地下连续墙。

顶管机穿越的土层依次为:③淤泥质粘质粉土、③(夹)粘质粉土、④淤泥质粘土。

工程施工总工期约为1个月左右。

4.1 施工概况(1) 正面土压力的设定本工程采用的是土压平衡式矩形顶管机,利用压力仓内的土压力来平衡开挖面土体,而达到对项管正前方开挖面土体支护的目的,并控制好地面沉降,因此平衡土压力的设定是顶进施工的关键。

采用Rankine土压力理论进行计算,将土压力的最初设定值调整到0.13~0.14MPa左右时,此时的出土量、地面沉降情况较为理想。

减小正面土压力可适当减小刀盘扭矩,但同时会导致地面沉降加大。

(2) 出土量控制单个管节的理论出土量为4.3×6.2×1.5=40m?。

在顶进过程中,应尽量使单个管节的出土量与理论出土量保持一致,以保证正面土体的相对稳定,减小地面沉降量。

(3) 顶进速度顶管的顶进速度是控制切口土压力稳定、正面出土量均匀的主要手段。

在顶进时,不断调整顶进速度,找出顶进速度、正面土压力与出土量三者的最佳匹配值,以保证顶管的顶进质量,确保顶进设备以最佳状态工作。

增加润滑泥浆压注量,可减小顶进阻力,同时适当提高顶进速度。

(4) 顶进轴线的控制顶进轴线控制不好,引起纠偏量过大,会使土体出现较大的扰动及管节间出现张角。

在施工过程中必需在以下几个方面的做到对顶进轴线的控制:①高程控制该矩形顶管上部管线众多,在顶进时,要将高程始终控制在负值,这样即使当顶管机下沉过量时,所采取的纠偏措施也和地面沉降控制要求相统一。

②平面控制由于受顶管前一管节顶进时挤压、压浆等作用的影响,已成管道周边土体强度较原状土大,以至在后一管节顶进时,平面将偏离已成管道。

顶进时将平面始终控制在靠近已成管道方向,以利于顶管轴线控制。

③转角控制由于该矩形隧道今后是作为人行通道使用,因此对管道的横向水平要求较高。

在顶进过程中需密切注意顶管机的转角,一旦出现微小转角,应立即采取刀盘反转、加压铁等措施往回纠。

④形成良好导向在顶进中每隔一段时间对顶管机姿态进行复核,随偏随纠。

在出洞段就形成一个与设计轴线相吻合的顶进轨道,使顶管始终沿此导向向前进行,从而减小顶管轴线控制的难度。

(5) 管节减摩为减小土体与管壁间的摩阻力,控制好地面沉降,提高工程质量和施工进度,在顶管顶进的同时,向管道外壁压注一定量的润滑泥浆,减小总顶力。

每个管节上有十个孔,单节管节注浆量一般在0.5到1方左右。

4.2 环境保护和沉降控制4.2.1 监测项目布置由于该工程沿线将穿越东方路地下众多煤气管线、雨水管线、污水管线、电力线等管线,故在顶进过程中的地面沉降控制和环境极为重要。

该工程施工监测设置监测项目如下:(1) 顶管轴线地表沉降监测在顶管施工期间,以顶管轴线为中心间隔5m布设轴线点,并布设4组剖面点。

(2) 地下管线沉降监测4.2.2 控制沉降与保护环境措施在施工过程中,沿纵向轴线所产生的地表变形分为三个阶段,即前期变形、施工沉降和土体固结沉降。

(1) 前期变形:顶管前方的土体受到压力仓的支护作用,土体受到挤压,有向上向前移动的趋势,导致地表有微量隆起;如果超挖而导致支护力不足,前方土体会向后向下移动,则地表表现为沉降。

(2) 施工沉降:掘进机在顶进时其外壳与周围土体之间会产生摩擦力,引起前方地面隆起,后方地面沉降。

掘进机尾部通过后产生施工空隙,这一方面是由于后续管道直径比掘进机直径小引起的,另一方面掘进机施工中偏移管道轴线以及纠偏也会产生空隙。

施工空隙的产生会导致土体损失的产生,进而引起地面沉降。

(3) 土体固结沉降:顶管管道周围的土体受到施工扰动后,形成超静孔隙水压力区。

在掘进机离开该区后,超孔隙水压力下降,孔隙水消散,地面产生固结沉降,随时间的延长地面还会产生次固结沉降。

在施工期间采取了必要的技术措施来控制地面沉降:(1) 采用地面沉降监控和预留注浆管进行跟踪注浆来控制地面沉降与保护管线安全。

(2) 防止超挖,严格控制顶进轴线,做到均衡施工;顶进施工中,保证持续、均匀地压浆,使出现的建筑空隙能迅速得到填充,确保顶管管道上部土体的稳定,避免机头发生”背土”现象。

对出洞段管节上部进行注浆,随时填堵由于管节”背土”而出现的建筑空隙;当项管机机头后部已建成管道出现较严重下沉时,应对下沉部位进行底部注浆,防止地面沉降。

(3) 严格控制顶管的施工参数,必要时根据地面沉降监测数据进行调整。

(4) 合理控制顶进速度,保证连续均衡施工,避免出现长时间搁置情况。

5. 结语与展望(1) 矩形顶管隧道由于其断面利用率大、施工成本低等优点,可用于人行地道、车行道、地下管线共同沟,有十分广阔的应用前景。

(2) 矩形管节钢模设计合理,尺寸精度高,装拆方便,管节制作精度高。

但由于矩形断面相对圆形断面的特殊性,要注意管节分块位置的选择,并处理好防水措施。

(3) 一般条件下要求覆土层厚度不宜小于矩形断面的长边尺寸,覆土过小对矩形顶管施工带来不利的影响,有可能会造成地面变形严重,故浅覆土条件下矩形顶管的施工有着特别重要的意义,克服浅覆土施工对环境造成的不利影响也是未来研究的方向。

参考文献[1] 余彬泉, 陈传灿. 顶管施工技术[M]. 北京: 人民交通出版社, 1998.[2] 詹红梅. 顶管施工应力引起地面变形分析,广州建筑,2006.[3] 吕建中, 楼如岳. 城市交通矩形地下通道掘进机的研究与应用, 非开挖技术,2002.[4] 吕建中. 矩形顶管机及矩形隧道的研究与应用,2002.[5] 周民强. 顶管施工技术,甘肃水利水电技术,2005.[6] 邓前锋. 地下顶管施工引起沉降的分析与控制, 建筑施工, 2005.注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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