上海地铁陆家嘴站5号出入口矩形顶管施工.doc

上海地铁陆家嘴站5号出入口矩形顶管施工　 吴惠明 倪国庆 顾春华 　 1概述(1)工程概况 上海地铁2号线陆家嘴车站5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5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62.25m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5.3m。 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C50，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φ450mm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1.564m。 (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。 序号 土层名称 层底标高m 层厚m 含水量(%) 容重kN/m3 孔隙比e 压缩模量MPa 内摩擦角° (1)1 人工填土 2.19 1.91 　 　 　 　 　 (2)1 褐黄色粘土 0.69 1.5 　 　 　 　 　 (2)2 灰色砂质粉土 -2.31 3 32.1 17.9 0.897 8.94 　 (3) 灰色淤泥质粉质粘土 -6.31 4 42.7 18.0 1.201 3.13 　 (4) 灰色淤泥质粘土 -11.30 4.99 60.1 17.1 1.40 2.19 23.6 (5)1 灰色粘土 -15.81 4.51 　 17.6 1.129 3.67 48.5 2. 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 技 术 参 数 指 标 顶 管 机 壳体尺寸 断面尺寸 3828mm×3828mm 纠偏系统 千斤顶数量 8台 前段壳体长度 3000mm 纠偏角度 ±1.8° 后段壳体长度 600mm 最大顶力 12000kN 刀盘系统 刀盘转速 0~1.4rpm 螺旋机系统 输送能力 42m3/h 最大扭矩 175kNm 转速 0~15rpm 仿形刀系统 仿形刀数量 2 最大扭矩 25.9kNm 最大行程 270mm 顶进装置 千斤顶数量 16台 总顶力 2560t 缸体长度 2515mm 千斤顶行程 1.30mm 3矩形顶管进、出洞施工技术 (1)顶管出洞施工技术 顶管机顶出距工作井6m范围为出洞段。 ①封门形式及地基加固 工作井基坑支护结构采用SMW挡土墙，即在水泥土搅拌桩内插入H型钢作围护结构，然后采用现浇钢筋混凝土进行内部结构的施工。SMW挡土墙即为工作井的洞圈封门。也就是说，此顶管的出洞过程即为搅拌桩内H型钢的拔除及机头顶过出洞加固水泥土段并进入原状土体的过程。 工作井外侧距井壁2700mm范围内采用5排搅拌桩作地基加固，见图2，其设计强度为1.2MPa。在确定顶进设备运转情况良好后，将顶管机顶入洞圈内至距SMW挡土墙100mm左右。 图2 出洞段地基加固断面图 ②洞圈止水 洞圈与管节间的建筑空隙为110mm，在顶管出洞过程中极易造成外部土体涌入工作井内的严重事故。为此，施工前在洞圈上安装一环形帘布橡胶板，以密封洞圈，橡胶板由12mm压板固定牢靠，压板的螺栓孔采用椭圆形式，以利于在顶进中随时调节压板与管节间的间隙，保证帘布橡胶板的密封性能。 ③土仓内加注粘土 为防止在搅拌桩内H型钢拔除过程中正面土体的坍塌，并由此而造成工作井前方电缆出现过量沉降等施工险情，在顶管靠上H型钢后，利用螺旋机倒转向土仓内压注粘性土，并提高到一定土压力(P=0.065MPa)。 在土仓内加注粘土，可润滑土体便于螺旋机出土，同时确保刀盘受力均匀，避免顶管机旋转。 ④主要施工参数摸索 由于工作井与陆家嘴路距离仅为7m，且