轨道交通隧道大断面矩形顶管施工技术

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1、轨道交通隧道大断面矩形顶管施工技术周智辉深圳市地铁集团有限公司摘要：大断面矩形顶管法施工易产生地面及管线沉降、顶管机姿态控制网难以及顶管机整体易后退等难题。文章介绍了深圳市城市轨道交通9号线通过滨河大道范围顶管法施工方法，顶管通道外空尺寸为7.7X4.3m，内净空尺寸为6.5X3.3m,为目前全国较大断而矩形顶管，对方案实施过程进行剖析并制定了相应的应急措施。关键词：轨道交通;人断面矩形顶管;施工;作者简介：周智辉(1982-),男，湖南娄底人，硕士研究生，工程师，主要从事工程管理工作。收稿日期：2017-09-22Received：2017

2、-09—221工程概况深圳市城市轨道交通9号线9101标位于广东省深圳市，跨南山区和福田区，共4站4区间，顶管开挖断面尺寸为7.7mX4.5(4.3)m,为目前全W较大断面矩形顶管，大断面顶进条件下控制地面及管线沉降、控制顶管机姿态、防止顶管机整体后退是本工程重难点之一。C出入口设于车站西北侧、D出入口设于车站东北侧，均为单层框架结构，通过滨河大道范围采用顶管法施工。C门矩形顶管长度28.2m,D口矩形顶管长度37.7m，共65.9m,每孔断面尺寸7.7mX4.5m。B号出入口设于车站东侧，为单层框架结构，原设计釆用明挖与暗挖结合施工组成，同

3、时下沙-上沙人行过街通道工程与B出入U通道连接。经方案优化后，直接从下沙-上沙人行过街通道工程顶管始发井位置采用顶管方式将市政人行通道与地铁人行通道合并成一个通道顶管联通，B号出入门明挖部分与顶管通道进行暗挖驳接联通。顶管施工段长度约131m,其中地铁段约45m,顶管通道外空尺寸为7.7X4.3m，内净空尺寸为6.5X3.3m,壁厚分别为60cm和50cm,顶管始发井位于滨河大道南侧，原滨河大道人行天桥旁，底板埋深约12.8m，顶板上覆土厚度约7.1m。车站原始地貌主要属于海积~冲洪积平原，地势平坦宽广。本线路揭露第四系地层为人工填土层，海相

4、堆积层、冲洪积层及残积层，基岩为燕山期花岗岩。地下水位的变化受地貌和地下水补给来源等因素影响。勘察期间揭露沿线地下水稳定水位埋深2.20〜6.80m,标高-1.84~2.76m。围护结构设计地下水位按常规稳定水位平均值为4m计算。按照国家标准《岩土工程勘察规范》2009版（GB50021—2001）第12.2条规定，场地分布有砂土，评价地下水对混凝土结构的腐蚀性按II类环境型评价;浸水条件;车站线路为地下结构，按长期浸水考虑，对本次勘察所取地下水水样进行了腐蚀性评价：I类环境类型地下水对混凝土结构具有屮等腐蚀性（腐蚀介质为S0J,II类环境类

5、型地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性。地下水在强透水层屮对混凝土结构具有弱腐蚀性，在弱透水层中对混凝土结构具有微腐蚀性。长期浸水条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，在干湿交替条件下具有强腐蚀性（C1）。根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）规定，化学侵蚀环境等级为HT级。2施工风险及应对措施2.1漏浆的风险及应对措施1）风险分析/矩形橡胶止水密封圈的止水效果比圆形顶管较差，土仓或管节间隙的泥浆很容易从橡胶止水圈处涌出并带走土层中的水和砂，使压力难以建立，从而引起刀盘前方土体坍塌，造成地面塌陷。2）应对措施:

6、在洞门处加设一道门式框梁，将橡胶止水带包裹在框梁内，框梁与管节接触面加铺三层土工布;为了保障安全，加设降水井或根据实际情况构筑混凝土连续墙。2.2栽头风险及应对措施1）风险分析:顶管机在进出洞时，机身重力在始发阶段是由洞门框梁和始发托架承受，当顶管机顶进一定距离后机身大部分重力将由土体承受，由于土体承载力较弱，在重力作用下会引起底层下沉，从而使顶管机前体下沉机尾上翘，则出现所谓栽头现象。2）应对措施:保证端头的加固长度，II需确保加固体的质量，端头加固的目的之一就是提高土体的承载力:顶管始发时预先将顶管机姿态抬高后进行始发顶进;将顶管机机尾与

7、前端若干管节相连，从而使顶管机与管节形成整体，通过管节的重力平衡机头的重力。2.3顶管机回缩风险及应对措施1）风险分析:顶管机在始发阶段，由于机身未完全进入土层，与土层摩擦力较小，安装管节时主顶千斤顶收回，由于掌子面土体的压力对刀盘的作用，将会使顶管机向工作井内回缩，从而引起掌子面土体坍塌。2）应对措施:在前基座两侧各安装1套止退装置，当油缸行程推完，需要加垫块或管节时，将销子插入管节的吊装孔，在销座和基座的后支柱间再放进钢垫块和钢板，使管节的后退力通过销子、销座、垫块传递到止退装罝的后支柱上。图1止退装置下载原图2.4顶管机扭转风险及应对措

8、施1）风险分析Z顶管机扭转是由于刀盘旋转切削土体时，土体的反作用力可能使机身扭转。虽然矩形顶管相比圆形顶管较难发生扭转，但矩形顶管刀盘转动方式与圆形顶管不同，一旦发