土压平衡式矩形顶管顶进工法论文

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1、土压平衡式矩形顶管顶进工法论文摘要：土压平衡式矩形顶管顶进工法是利用土压平衡矩形顶管机完成矩形断面的隧道施工,其结构断面的合理性可减少土地征用量和掘进面积，降低工程造价。可用于建造地铁车站、地铁及水底隧道旁通道等。上海隧道股份有限公司通过完成断面尺寸为2.5m×2.5m、长为60米的矩形隧道试验,并于1999年4月在上海地铁2号线陆家嘴车站5号出入口地下人行通道工程中成功应用,取得了显著的技术成果、经济效益和社会效益。该技术成果获2000年上海市科技进步二等奖。关键词：顶管道路桥梁1．特点1.1利用土压平衡矩形顶管机可对矩形断面进行全断面切削,保持土压平衡，对周围土体扰动小。

2、1.2在同等截面积下，矩形隧道比圆形隧道可更有效地利用空间，减少地下掘进土方。用于人行、车辆等的地下通道不需再进行地面铺平工序，不仅省时而且可降低工程造价20%左右。1.3不影响原有的各类地下管线，不影响道路交通、水运以及地面的各类建筑。施工时无噪音、无环境污染。1.4通过可编逻辑程序控制器及各类传感器等随时监测施工状况，确定施工参数.freel左右。4.1.2洞门密封圈的制作：为了防止泥浆从管节外壁和工作井之间的间隙中流出，而使水土流失造成地面沉降，同时影响触变泥浆套的形成而降低减摩效果，在洞圈上预设阻浆密封装置。4.1.3机头穿墙顶进：在拔除钢封门后，应立即开始顶进机头，

3、由于正面为全断面水泥土，为保护刀盘和仿形刀，顶进速度应适当减慢，使刀盘和仿形刀能对水泥土进行对矩形断面彻底切削;另外由于此段土体过硬，螺旋机出土时可加适量清水来软化和润滑土体。4.2触变泥浆的应用4.2.1为减少土体与管道间摩擦力，在管道外壁压注触变泥浆，在管道四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果，在施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结。4.2.2压浆量的计算(每节管节)为了保证注浆效果，注浆量应取理论值的2～3倍。V=（D2-d2）×2×300％4.3顶管后靠及机座安装为保证顶管工作井的后壁能均匀受力，加工一刚度较大的刚性后靠。整体吊装，放在顶进装置与井壁之间，进行定位固定。

4、4.4主要施工技术参数的控制4.4.1正面土压力的控制土压力根据Rankine土压力理论进行计算，计算值作为土压力的最初设定值，在实际顶进后,通过顶进参数、地面沉降监测，将设定土压力值调整到1.2kg/cm2左右,正面出土量、地面沉降情况较为理想。4.4.2出土量的控制应尽量精确统计出每节管节的出土量，力争使之与理论出土量保持一致，以保证正面土体的相对稳定。4.4.3顶进速度的控制在顶进时应对顶进速度作不断调整，找出顶进速度、正面土压力、出土量的最佳匹配值，以保证顶管的顶进质量。4.5顶进轴线的控制4.5.1高程控制在顶进过程中一旦顶管出现上抛现象，不宜采取降低地面土压力、增

5、大出土量、过量向下纠偏等动作。应在顶进时将机头高程始终控制在负值，这样即使在机头下沉较大时，所采取的纠偏措施也和地面沉降控制相统一。4.5.2平面控制由于受第一条顶管顶进时挤压、压浆等影响，在已成管道周边土体强度较原状土大，在第二条顶管顶进时，机头平面可能有偏离已成管道的现象，顶进时应把机头平面始终控制在靠已成管道方向。4.5.3转角控制矩形管道的横向水平要求较高，在顶进过程中对机头的转角需密切注意，机头一旦出现微小转角，应及时纠转。a)纠转装置纠转安装于壳体两侧的纠转装置根据需要旋转角度，将翼板伸出壳体插入土体内，在机头向前推进时，土体在翼板上产生一侧向分力，形成一力偶使机

6、头按所需的方向旋转，以达到纠转目的。b)压浆纠转压浆纠转是利用壳体上压浆管注浆，翅板将浆液分隔成四个区域，根据纠转方向的要求，选择适当的压浆点，使压出的浆液在机头形成一力偶，使机头按所需的方向旋转，以达到纠转目的。c)利用变角切口纠转安装于机头切口环二恻的左右各二个变角切口，其千斤顶的伸缩可控制翻板的角度，顶进时产生一定的超挖，使壳体二侧土体产生一条槽形空间，并同时在机头一侧配合注浆，使机头产生一力偶，以控制机头的姿态，达到纠转的目的。4.5.4机头纠偏控制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

7、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。4.6地面沉降控制4.6.1利用土压平衡矩形顶管机对矩形断面进行全断面切削。严格控制施工参数,防止超、欠挖。4.6.2解决矩形顶管机机头顶部背土问题在矩形顶管机的机头壳体顶部安装压浆管，并开有压浆槽，使浆液均匀分布于整个上顶面，在土体和壳体平面之间形成一泥浆膜，以减少土体同壳体的摩擦力，防止背土现象的发生。4.6.3在顶进时,每隔一段时间应对顶管机后部已成管道高程作一次复测,一旦出现管道下沉情况严重时,应对下沉部位进行底部注浆,防止由此引起的地面沉