上海地铁陆家嘴站5号出入口矩形顶管施工讲述.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??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。 各土层物理力学指标 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2.191.91　　　　　(2)1褐黄色粘土0.691.5　　　　　(2)2灰色砂质粉土-2.31332.117.90.8978.94　(3)灰色淤泥质粉质粘土-6.31442.718.01.2013.13　(4)灰色淤泥质粘土-11.304.9960.117.11.402.1923.6(5)1灰色粘土-15.814.51　17.61.1293.6748.52. 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 设备名称技 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1.30mm3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，且在顶进中将