客站過既有鐵路線通道頂管頂進(jìn)施工方案

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1、上海西客站過既有鐵路線通道 頂管頂進(jìn)施工方案 為不影響上海西客站的鐵路交通的正常運營，采用頂管頂進(jìn)施工工法。其工法特點是在鐵路旁施工兩工作井，在工作井內(nèi)頂管機安裝就位后頂進(jìn)，將混凝土管或鋼管頂進(jìn)穿越鐵路。 工程地理位置 采用聯(lián)絡(luò)通道使上海西客站和16號線地鐵站相連，聯(lián)絡(luò)通道需穿越9股既有鐵路。具體見圖1。 一、總體方案 本施工方案采用大刀盤土壓平衡式矩形頂管機進(jìn)行掘進(jìn)施工。該矩形頂管機兩個3m3.5m的大刀盤，，由八根偏心軸驅(qū)動，對前方土體進(jìn)行全斷面切削，將矩形管節(jié)外形尺寸為6000mm4000mm頂進(jìn)，該頂管機充分利用了機電液一體化的先進(jìn)技術(shù)，采用結(jié)構(gòu)緊湊的閉式液壓系統(tǒng)和PLC

2、電氣控制系統(tǒng)。 工作井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMW工法，即在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼作維護(hù)結(jié)構(gòu)，然后再采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工。因此混凝土擋墻預(yù)埋鋼圈，SMW工法即為工作井的洞圈封門。頂管的出洞過程即為攪拌樁內(nèi)拔除H型鋼和頂管機頭經(jīng)過出洞段加固區(qū)并進(jìn)入原狀土體的過程。 頂管法施工過程如下：先施工工作井，作為頂管的起點和終點，工作井內(nèi)安裝液壓千斤頂和承壓墊板。千斤頂將帶有切口和支護(hù)裝置的工具管頂出工作井出口孔壁，然后以工具管為先導(dǎo)，將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計逐節(jié)頂入土層中。 二、頂管出洞段施工 1-混凝土管節(jié) 2-吊車 3-壓漿總管 4-

3、工作井 5-配電箱 6-操作臺 7-主頂油缸 8-后靠 9-頂環(huán) 10-基座 11-小車 12-土箱 13-糾偏油缸 14-頂管機 圖1 頂進(jìn)工藝圖 2.1井下準(zhǔn)備工作 ①洞門安裝 由于洞圈與管節(jié)存在著11.4cm的建筑空隙,在頂管出洞及正常頂進(jìn)過程中極易出現(xiàn)外部土體涌入始發(fā)井的嚴(yán)重安全事故。為防止此類事故發(fā)生，施工前在洞圈上安裝簾布橡膠板密封洞圈，橡膠板采用12mm厚鋼壓板作靠山，壓板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于頂進(jìn)過程中可隨管節(jié)位置的變化而隨時調(diào)節(jié)，保證簾布橡膠板的密封性能。 ②基座安裝

4、 基座定位后必須穩(wěn)固、正確，在頂進(jìn)中承受各種負(fù)載不位移、不變形、不沉降?；系膬筛壍辣仨毱叫?、等高。軌道與頂進(jìn)軸平行，導(dǎo)軌高程偏差不超過3mm，導(dǎo)軌中心水平位移不超過3mm。 后靠自身的垂直度、與軸線的垂直度對今后的頂進(jìn)也至關(guān)重要。鋼后靠根據(jù)實際頂進(jìn)軸線放樣安裝時，與始發(fā)井內(nèi)襯墻預(yù)留一定的空隙，固定后在空隙內(nèi)填C20素砼，使鋼后靠與墻壁充分接觸。這樣，頂管頂進(jìn)中產(chǎn)生的反頂力均勻分布在內(nèi)襯墻上。鋼后靠的安裝高程+80mm，-100mm；水平：100mm。 ③主頂?shù)亩ㄎ患罢{(diào)試驗收 主頂?shù)亩ㄎ粚㈥P(guān)系到頂進(jìn)軸線控制的難易程度，故在定位時要求與管節(jié)中心線成對稱分布，以保證管節(jié)的均勻受力

5、。主頂定位后，需進(jìn)行調(diào)試驗收，保證12個千斤頂?shù)男阅芡旰谩? ④頂管機吊裝就位、調(diào)試驗收 為保證頂管出洞段的軸線控制，頂管機吊下井后，需對頂管機進(jìn)行精確定位，盡量使頂管機軸線與設(shè)計軸線相符。 在頂管機準(zhǔn)確定位后，必須進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，在確定頂管機運轉(zhuǎn)正常后，方可進(jìn)行頂管出洞和正常頂進(jìn)工作。 ⑤土體加固 上海站站房 11號線 敞開段265ｍ 地下段268m 15號線 16號線 聯(lián)絡(luò)通道 圖1 過既有鐵路位置圖 根據(jù)設(shè)計要求加固頂管前面土體，確保開始頂進(jìn)工作面的穩(wěn)定。

6、 圖2 頂管始發(fā)工作井內(nèi)平面布置圖； 2.2頂管頂進(jìn)方法 設(shè)備調(diào)試→頂管機頭靠上洞門→圍護(hù)結(jié)構(gòu)清除→頂管機切削加固土體→機頭切口進(jìn)入原狀土、提高下面土壓力值至理論計算值。 對全套頂進(jìn)設(shè)備做一次系統(tǒng)調(diào)試，在頂管機進(jìn)入加固區(qū)時，應(yīng)特別注意刀盤在穿越加固層時的切削性能。 在洞圈內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部清除后后，應(yīng)立即開始頂進(jìn)機頭，由于正面為加固區(qū)，為保護(hù)刀盤，頂進(jìn)速度應(yīng)放慢。另外，可能會出現(xiàn)螺旋機出土困難，必要時可加入適量清水來軟化或潤滑水泥土。頂管機進(jìn)入原狀土后，為防止機頭“磕頭”，宜適當(dāng)提高頂進(jìn)速度，使正面土壓力稍大于理論計算值，以減少對正面土體的擾動及出現(xiàn)地面沉降。 頂管

7、機從始發(fā)井出洞后，應(yīng)盡量減少水土流失，控制好地面沉降。應(yīng)不斷根據(jù)地面沉降監(jiān)測反饋進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，及時摸索出正面土壓力、出土量、頂進(jìn)速度、注漿量和壓力等各種施工參數(shù)最佳值，為正常施工服務(wù)。 在頂進(jìn)工程中為保證頂管順利頂進(jìn)，減少土體與管道間摩阻力，在管道外壁壓注觸變泥漿，在管道四周形成一圈泥漿套以達(dá)到減摩效果。 2.3頂進(jìn)軸線控制 頂管在正常頂進(jìn)施工中，必須密切注意頂進(jìn)軸線的控制。在每節(jié)管節(jié)頂進(jìn)結(jié)束后，必須進(jìn)行機頭的姿態(tài)測量，并做到隨偏隨糾，且糾偏量不宜過大，以免土體出現(xiàn)較大擾動及管節(jié)間出現(xiàn)張角。 由于是矩形頂管，因此對管道的橫向水平要求較高，所以在頂進(jìn)過程中對機頭的轉(zhuǎn)角要密切注意，機頭一旦

8、出現(xiàn)微小轉(zhuǎn)角，應(yīng)立即采取刀盤反轉(zhuǎn)、加壓鐵等措施回糾。 2.4地面沉降控制 在頂進(jìn)過程中，應(yīng)合理控制頂進(jìn)速度，保證連續(xù)均橫施工，避免出現(xiàn)長時間擱置情況；不斷根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行土壓力設(shè)定值調(diào)整，使之達(dá)到最佳狀態(tài)；嚴(yán)格控制出土量，防止欠挖或超挖。 3、頂管進(jìn)洞段施工 接收井基坑的圍護(hù)施工完成后，為了防機頭進(jìn)洞時洞內(nèi)土體的塌方，在接收井洞門內(nèi)預(yù)先澆注30cm厚的混凝土擋墻，作為接收井的封門形式。頂管機進(jìn)洞時鑿除混凝土擋墻。 圖3 頂管接收井洞門封門結(jié)構(gòu)圖 因接收井洞門和管節(jié)存在25cm的周邊間隙，頂管機頭進(jìn)洞時容易引起水土流失，嚴(yán)重時會導(dǎo)致路面沉降、損壞地下

9、管線，所以必須采取相應(yīng)的措施，讓頂管機頭順利進(jìn)洞。 ①在頂管到達(dá)距接收井6m后，開始停止第一節(jié)管節(jié)的壓漿，并在以后頂進(jìn)中壓漿位置逐漸后移，保證頂管進(jìn)洞前形成完好的6m左右的土塞，避免在進(jìn)洞過程中減摩泥漿的大量流失而造成管節(jié)周邊摩阻力驟然上升。 ②在頂管機切口進(jìn)入接收井洞口加固區(qū)域時，應(yīng)適當(dāng)減慢頂進(jìn)速度，調(diào)整出土量，逐漸減少機頭正面土壓力，以確保頂管機設(shè)備完好和洞口結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 ③當(dāng)頂管機頭距離H型鋼50cm左右時，暫停推進(jìn)，等待H型鋼的拔除。H型鋼拔除后，頂管機繼續(xù)推進(jìn)，緩慢地靠近接收井墻壁。此時要掌握好實際頂進(jìn)距離和主頂?shù)膲毫Γ?dāng)主頂壓力突然升高，立即停止推進(jìn)。 ④鑿除洞門內(nèi)的混凝土墻

10、，迅速將頂管機頭推進(jìn)接收井，第一節(jié)管節(jié)離接收井內(nèi)壁50cm停止推進(jìn)，將機頭與管節(jié)脫開。 ⑤用300噸吊車將頂管機頭逐漸吊出接收井。接收井內(nèi)預(yù)制40cm寬的鋼筋砼作接收架的基礎(chǔ)，接收架采用δ=30鋼板（3m1m）和軌道（38kg/m）制作。 4、頂管機位置、姿態(tài)的復(fù)核測量 當(dāng)頂管機頭逐漸靠近接收井時，應(yīng)加強測量的頻率和精度，減少軸線偏差，確保頂管機能準(zhǔn)確進(jìn)洞。對洞門位置的坐標(biāo)測量復(fù)核，并根據(jù)實際上標(biāo)高安裝頂管機接收機座。 頂管貫通前的測量是復(fù)核頂管所處的方位、確認(rèn)頂管狀態(tài)、評估頂管進(jìn)洞時的姿態(tài)的擬訂頂管進(jìn)洞的施工軸線及施工方案等的重要依據(jù)，使頂管機在此階段的施工中始終按預(yù)定方案實施，以良

11、好的姿態(tài)進(jìn)洞，正確無誤地座落到接收井的基座上。 5、頂管機接收 采用300T汽車吊停在車站施工圍墻內(nèi)起吊頂管機頭，具體實施步驟如下： ①拆除螺旋機，將拆下的螺旋機用出土小車?yán)凉ぷ魇及l(fā)井，吊上地面； ②通過伸縮糾偏千斤頂和加設(shè)墊塊使機頭與管節(jié)脫開，機頭整體向前頂出，并平穩(wěn)地落在接收平臺上； ③拆除連接螺栓，將頂管機頭分解，分段吊上地面。 圖4 頂管機頭吊出接收井步驟示意圖 6、泥漿液置換 頂管機頭吊出接收井后，馬上用磚頭砌墻，將兩頭洞門與管節(jié)間的間隙

12、封堵。注入雙液漿，置換出觸變泥漿，對管節(jié)外的土體進(jìn)行加固。雙液漿的水玻璃和水泥重量比為1：6。 漿液置換結(jié)束后盡快將管節(jié)和工作井鋼洞門用鋼筋連成一體，澆注混凝土，和工作井內(nèi)壁澆平。 7、沉降監(jiān)測 選擇具有甲級資質(zhì)的測量單位進(jìn)行工程全過程監(jiān)測，以準(zhǔn)確、及時地了解路面、管線的沉降情況，并在頂進(jìn)施工中根據(jù)反饋數(shù)據(jù)及時調(diào)整各類施工參數(shù)， 保證道路和管線的安全。沉降量應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)范要求內(nèi)（+20mm~-30mm）。 ①地表沉降 從始發(fā)井出發(fā)，每頂管推進(jìn)軸線間隔5m設(shè)地表沉降樁，沉降樁埋深1m。地表沉降樁頂必須低于地面，并且要有沉降樁保護(hù)裝置。 ②土體深層沉降 為了確保重要管線的安全（如

13、有），在推進(jìn)軸線上相應(yīng)管線的的位置設(shè)置土體深層沉降樁（樁身盡量靠近管頂），深層沉降樁外有護(hù)套鋼管保護(hù)，樁頂及套管頂均必須低于路面，并且要有沉降樁保護(hù)裝置。 施工監(jiān)測項目表 類別 量測項目 量測工具 測點布置 量測頻率 必測項目 地表隆陷 NA2002全自動電子水準(zhǔn)儀,玻璃鋼瓦尺 每5米設(shè)一斷面，必要時需加密 通道施工<50m，1～3次/1～2天 通道施工>50m，1～2次/天； 通道到達(dá)后>50m,1次/周。 通道沉降測量 NA2002水準(zhǔn)儀 每5米設(shè)一點 施工監(jiān)測布置圖見圖5 8、保證措施 一旦沉降超標(biāo)，將采取以下措施： ①減少頂管機正面出土量，提高正面土壓力。 ②在頂管內(nèi)超量壓注潤滑泥漿，提高管節(jié)周圍土體的應(yīng)力。 ③增加地表注漿加固土體。 圖5 施工量測測點布置示意圖