地鐵附屬結(jié)構(gòu)大斷面矩形頂管的施工及應(yīng)用

何其開(kāi)

摘要：切實(shí)計(jì)對(duì)地鐵附屬結(jié)構(gòu)大斷面矩形頂管施工技術(shù)進(jìn)行了分析，首先在分析大斷面矩形頂管施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)內(nèi)容，其實(shí)在分析大斷面矩形頂管的選型以及施工工藝的同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中需要掌握的技術(shù)要點(diǎn)以及管理內(nèi)容進(jìn)行了論述，希望分析之后能夠給相關(guān)的工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：地鐵附屬結(jié)構(gòu)；大斷面；矩形頂管；施工及應(yīng)用

1 大斷面矩形頂管通道工程設(shè)計(jì)

對(duì)于工作圍護(hù)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造，則主要以 ？1000規(guī)格的鉆孔灌注樁和 +？850標(biāo)準(zhǔn)的三軸攪拌樁來(lái)具體實(shí)施。而對(duì)于出洞、后靠和坑內(nèi)的加固施工，一般以三軸攪拌樁的加固方式進(jìn)行。在對(duì)過(guò)街連接通道構(gòu)建的過(guò)程中，通常都是以外形尺寸4.2 m×6.9 m 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行矩形頂管的施工，與此同時(shí)頂管的推進(jìn)的里程要控制在42 m，另外覆土的深度也要符合一定的施工標(biāo)準(zhǔn)，一般應(yīng)保持在4.183～4.323 m的區(qū)間內(nèi)。

2 大斷面矩形頂管的選型及施工

2.1 機(jī)械設(shè)備的選型

由于頂管機(jī)在整個(gè)頂管施工中起著極其重要的作用，因而在具體施工的過(guò)程中務(wù)必要切實(shí)注意其類(lèi)型的選擇，進(jìn)而確保整個(gè)施工的穩(wěn)定安全。以本工程具體的施工狀況為基準(zhǔn)，進(jìn)而對(duì)過(guò)街區(qū)域斷面矩形頂管的施工選用適宜的施工器械，通常情況下使用7.72m×4.32m規(guī)格的矩形頂管機(jī)比較適合，與此同時(shí)還要配置大、小刀盤(pán)以及千斤頂?shù)认嚓P(guān)輔助設(shè)備。

2.2 頂工過(guò)程中的控制

2.2.1 機(jī)頭姿態(tài)及軸線(xiàn)控制

在正式頂進(jìn)的施工過(guò)程中，務(wù)必切實(shí)注意對(duì)定軸線(xiàn)的控制。與此同時(shí)，在上一道工序完成之后應(yīng)立即測(cè)量機(jī)頭，從而使其處于長(zhǎng)效的穩(wěn)定和精準(zhǔn)的狀態(tài)。由于此次工程的施工隱蔽性較強(qiáng)，因而在具體施工的過(guò)程中務(wù)必要切實(shí)注意觀測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，并采用尖端的監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)相關(guān)施工流程的精準(zhǔn)控制，從而確保整個(gè)施工處于一種穩(wěn)步推進(jìn)的狀態(tài)。

2.2.2 土壓力控制

該工程對(duì)于土壓力的控制主要借助于平衡類(lèi)型的頂管機(jī)來(lái)實(shí)施，進(jìn)而通過(guò)土倉(cāng)內(nèi)的壓力來(lái)達(dá)到地下水壓與機(jī)頭土壓之間的平衡。需要注意的是，土壓力的平衡設(shè)定關(guān)乎整個(gè)頂管施工的核心效用，因而務(wù)必在此方面做好精準(zhǔn)嚴(yán)密的部署。對(duì)于土壓力的測(cè)定和計(jì)算，主要使用 Rankine 的壓力理論來(lái)實(shí)施。

2.2.3 周邊環(huán)境及地表沉降控制

（1）在頂進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)科學(xué)控制具體的施工速度，進(jìn)而確保其達(dá)到均衡穩(wěn)定的施工狀態(tài)；還要遵照反饋數(shù)據(jù)調(diào)整壓力值以確保其達(dá)到最佳的效果；對(duì)于出土量的控制，務(wù)必嚴(yán)格遵照設(shè)定的規(guī)則實(shí)施不得出現(xiàn)欠挖或超挖的情況。對(duì)于頂進(jìn)速度、土壓力值和出土量之間的關(guān)系務(wù)必確保穩(wěn)定均衡，并達(dá)到一種協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)系。（2）考慮到本次矩形頂管通道位于粉細(xì)砂層、中粗砂層中，且穿越車(chē)流量較大的道路對(duì)地面沉降要求較高，如下圖：

1、加強(qiáng)地面監(jiān)測(cè)

（1）地面和管線(xiàn)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)控制

沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)分為三級(jí)布設(shè)。按等級(jí)次序分為：基準(zhǔn)點(diǎn)（或控制點(diǎn)）、工作基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)（監(jiān)測(cè)點(diǎn)）。監(jiān)測(cè)點(diǎn)直接用于變形觀測(cè)，工作基準(zhǔn)點(diǎn)則作為工作區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)點(diǎn)用于檢驗(yàn)工作基準(zhǔn)點(diǎn)在觀測(cè)時(shí)期內(nèi)的穩(wěn)定性。

管線(xiàn)和地面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)以3m一個(gè)點(diǎn)布設(shè)模擬點(diǎn)。在軸線(xiàn)上的部分管線(xiàn)點(diǎn)布設(shè)為深層點(diǎn)。

在本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)中，根據(jù)每條通道距離的長(zhǎng)短，共設(shè)置10個(gè)左右的斷面，每個(gè)斷面上為5個(gè)點(diǎn)，以軸線(xiàn)點(diǎn)為中心，每3m各一個(gè)點(diǎn)。

（2）監(jiān)測(cè)頻率要求

頂管施工中2次/天。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)累計(jì)值或變化速率較大時(shí)，需加大測(cè)量頻率。

2、泥漿及時(shí)填充施工間隙

在矩形通道頂進(jìn)過(guò)程中造成土層間隙而產(chǎn)生的地面沉降，先采用觸變泥漿填充，再采用泥墊裝置進(jìn)行通道內(nèi)的外壁注泥。

根據(jù)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地面沉降位置進(jìn)行分析，沉降為2cm，沉降面積為2m2，理論上此處該補(bǔ)注0.04m3，在對(duì)應(yīng)沉降較大位置安裝2寸閥門(mén)并接上對(duì)應(yīng)注泥管路，定量定點(diǎn)注入2倍（考慮到泥漿被注入后，部分泥漿水分的缺失，故加倍注入量，即0.08m3）實(shí)施控制此處沉降。

2.3 采用新工藝施工的影響及處理措施

2.1 新工藝影響

（1）準(zhǔn)備工作：專(zhuān)項(xiàng)方案審批、測(cè)量放線(xiàn)、管節(jié)預(yù)制、起重設(shè)備就位。（2）設(shè)備安裝：后靠反車(chē)架安裝、發(fā)射架安裝、洞口止水安裝、頂管機(jī)安裝調(diào)試。（3）始發(fā)施工：洞口破除、洞口孔隙填充、頂鐵安裝、止退裝置安裝、管節(jié)制作。（4）正常頂進(jìn)：漿液拌制、測(cè)量控制、管節(jié)頂進(jìn)、土體改良、減摩注漿、土體外吊、管節(jié)拼裝、土方外運(yùn)、地面監(jiān)測(cè)。

2.2 處理措施

鑒于本次頂管接收井所處的環(huán)境極為復(fù)雜，并且處于極為敏感的地帶，因而極易因區(qū)域環(huán)境的變化而對(duì)具體施工造成影響，因此，本項(xiàng)目出入口的頂管機(jī)接收采用棄殼方案接收，棄殼施工工藝步驟如下：

（1）機(jī)頭推至設(shè)計(jì)指定位置后，用鋼板將殼體與洞門(mén)圈焊接密封止水；（2）用混凝土砂漿置換觸變泥漿，使得隧道與周?chē)貙诱辰Y(jié)穩(wěn)固；（3）拆解泥土輸送、潤(rùn)滑、鉸接系統(tǒng)、刀盤(pán)、管路、電纜等；（4）拆解主驅(qū)動(dòng)，從始發(fā)井運(yùn)出；（5）使用氣割或氣刨將土倉(cāng)板從上至下分小塊依次割除；（6）殼體內(nèi)部扎鋼筋、澆筑混凝土，與管節(jié)凈空相平。

3 綜合經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

對(duì)于該地下管道的施工，在矩形管道設(shè)計(jì)的指導(dǎo)之下，不僅有效規(guī)避了管道的搬遷，與此同時(shí)還使得整個(gè)工程的施工推進(jìn)更具綜合性，其能兼顧各個(gè)施工環(huán)節(jié)的成本支出，從而在經(jīng)濟(jì)投入方面起到了很大的節(jié)約效果。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文所論述的工程項(xiàng)目由于矩形頂管設(shè)計(jì)方案的引入，進(jìn)而使得地下管道的施工變得極為便捷高效，并為區(qū)域交通的穩(wěn)定運(yùn)行起到了很大的保障作用。通過(guò)此類(lèi)技術(shù)方面工程的施工，既獲得了工程建設(shè)方面的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，同時(shí)也有力地推動(dòng)了社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。

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（作者單位：深圳地鐵集團(tuán)有限公司）