大断面管幕-箱涵顶进技术

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1、上海市中环线北虹路地道工程采用首创的大断面管幕－箱涵顶进施工技术施工实施方案简介上海港远建设工程有限公司2009年5月上海市中环线A3.5标管幕法地道从虹许路、虹桥路口穿越虹桥路和西郊宾馆至北虹路。管幕段地道长度126m，双向八车道，宽34.2m，高7.85m，是国内首次在饱和软土地层中进行管幕法工程，也是目前世界上第一大断面的管幕法工程。该工程管幕段地处上海市第层饱和软土地层中，含水量大，强度低。保护虹桥路及周边环境，对地表变形控制要求严格。结合工程实际创造性地开发出超大断面管幕－箱涵顶进工法。与现有的国外管幕法工程相比，本工法有以下特点

2、，1）管幕内土体不加固，不需开挖导洞2）利用暗埋段做顶进后靠3)箱涵推进时采用网格工具头稳定开挖面土体4）在箱涵推进过程中，在管幕与箱涵之间压注复合泥浆，控制地面沉降和减小推进阻力主要施工工艺如下：第一步：施工南、北两座工作井，工作井采用地下连续墙法施工，工作井平面尺寸为44m×24m×17m，出洞口土体采用深搅桩加固，加固强度qu＝0.8Mpa，加固范围33m×8m×18m。第二步:采用8套泥水平衡顶管机同时进行钢管幕顶进施工。用80根D970×10带锁口的钢管形成口字型管幕，管幕段长度126m，管幕内断面尺寸为34.4m×8.05m，顶

3、进结束后对锁口处进行防水注浆，并在钢管内充填混凝土，以形成水平矩形密封钢管幕。第三步：由北工作井向南工作井逐节制作和推进箱涵。箱涵分节长度为18m，箱涵外包尺寸为34.4m×7.85m，顶板厚1.3m，底板厚1.4m，侧墙厚1.0m，中隔墙厚0.8m，为两孔双向八车道箱涵。在首节箱涵前端安装钢网格工具头，以稳定开挖面土体。箱涵推进采用14组112只2500KN的液压油缸，总推力280000KN，油缸分两层全部布置在箱涵底板位置，运用计算机液压同步控制推进系统进行远距离集中控制。箱涵推进后靠由已建暗埋段结构承受。箱涵推进过程中，在管幕与箱涵外

4、壁之间建立特种泥浆套，既可以大大减小推进阻力又能有效地控制地面沉降。箱涵之间采用柔性接头。箱涵开挖面土体挤入网格后，由挖掘机挖土，再由土方车运至暗埋段内，可实现连续出土。箱涵推进结束后，对泥浆套进行固化处理。2005年4月20日，第八节箱涵顺利推进到位，建成了世界第一大断面的管幕法隧道工程。国内外软土地层浅埋大断面隧道穿越工法主要有管幕法、管棚法、矿山法等。管幕法在日本应用较多，主要有无限自行走（ESA）工法，特点是管幕内软土需加固，费用高，工期长，施工场地大，国内还没有管幕法工程的实例。上海市中环线北虹路地道工程需穿越西郊宾馆和虹桥路，为

5、此该工程创造性地提出了管幕-箱涵顶进工法（RBJ工法）。就是先顶进80根长126m，φ970mm带锁口钢管，形成34.4m×8.05m的口字形管幕，然后在管幕内软土不加固的条件下顶进箱涵。北虹路地道管幕—箱涵顶进工法是完全自主创新的工法，也是到目前为止世界上最大断面的管幕法隧道工程。事实证明该施工工艺完全适合于浅覆土、大断面非开挖地道施工，具有施工安全可靠、工期短和经济合理的优点。本项目在以下关键施工技术上取得重大突破；对钢管幕顶进高精度姿态控制技术、箱涵出洞控制技术、箱涵推进姿态控制技术、箱涵推进阻力计算方法及减阻技术、箱涵网格开挖面稳定

6、性控制技术、箱涵推进地表变形预测及控制技术等六个方面进行了深入的研究。主要创新点为：1）首创了管幕－箱涵顶进工法（RBJ工法）；2）开发了钢管幕高精度姿态控制技术；3）大断面箱涵开挖面软土不加固的稳定控制技术；4）研制了特种复合泥浆材料和注浆工艺；5）开发了大断面箱涵液压同步自动化控制推进技术。主要技术性能为：1）钢管幕顶进的方向偏差为±3cm；2）箱涵顶进地表变形为±3cm；3）本工法适合大断面长距离的箱涵推进（宽度满足10车道，推进长度可满足250m）。项目首创的管幕－箱涵顶进工法与类似管幕法工程相比，具有施工安全可靠、节约工程投资和缩

7、短工期的优势。经刘建航院士为组长的专家组评审认为该项目总体上达到了国际领先水平，具有推广应用前景。本项目已经荣获2006年度上海市科技进步一等奖和2006年度国际非开挖协会颁发的唯一的一项大奖。这也是我国首次获得此项荣誉。软土地层管幕－箱涵顶进施工新技术摘要上海市中环线北虹路下立交工程是我国第一次采用管幕－箱涵顶进施工技术，也是世界上在软土地层中施工的断面尺寸最大的管幕法工程；结合工程实际，提出了创新的管幕结合箱涵顶进的施工工法－RBJ工法（roof－boxjackingmethod）。本文详细介绍了该工程钢管幕顶进高精度姿态控制，网格工具

8、头设计，箱涵推进的顶力控制，箱涵推进中地表变形控制及箱涵姿态控制等关键技术，为相关工程的设计、施工提供参考。关键词RBJ工法，钢管幕顶进，箱涵顶进，施工技术，软土地层1引言图1施