大直径混凝土顶管出洞的关键施工技术

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1、大直径混凝土顶管出洞的关键施工技术KeyConstructionTechnologyofPipe-JackingoutofHoleforLargeDiameterConcretePipes徐冬宝上海市城市排水有限公司上海200233摘要：顶管进出洞技术是顶管工程施工的关健技术。结合上海市污水治理白龙港片区南线输送干管工程2．2标段项管工程实践，对目前国内最大直径混凝土顶管出洞施工的关键技术——后靠背制作、洞口土体加固、洞口止水及防止顶管磕头的一些施工措施等进行了较详细的总结与论述。关键词：大直径混凝土顶管项管出洞顶管后靠背洞口土体加固洞口止水中图分类号：TU991．OS文献标识码：B文章编

2、号：1004—1001(2013)04—0318-031工程概况2后靠背制作上海市污水治理白龙港片区南线输送干管2．2标段顶管后靠背制作是保证项管正常顶进很关键的一项技术措工程，为外环8井至迎宾3井之间的输送总管，西临申江施。对矩形工作井中直角出洞口的顶管，可直接将工作井路立交(外环8顶管工作井)，东临唐黄路(迎宾3接收壁当后靠背，不必再做后靠背，只靠井壁位置放置后靠顶井)，总长7890．71m。铁即可；对圆形工作井向一个方向顶进和两个方向顶进在本工程为双管，采用顶管法施工，管道材质为钢筋混一条轴线上，其后靠背设置也比较容易；但对圆形工作井凝土顶管，每节管的长度为2．5m。管道内径4000

3、mm，向两个方向顶进，且顶进的两个方向不在一条轴线上，要外径4640mm，为国内最大直径顶管，且单次顶进长度保证后靠背工作面与项进轴线成直角，其后靠背的设置有达2039．82m，亦为同直径最长距离顶管。顶管所穿越的一定的难度，故对于井内后靠背的布置要求较高。土层主要为l4)层淤泥质黏土和1灰色黏土，该土层分布迎宾1工作井担负着长为5765m的顶管任务，洞口稳定，厚度较厚，但土质较差，呈流塑状，高压缩性，高以及后靠背的可靠性及稳定性不但直接影响到出洞施工是灵敏度，抗剪强度ck=10kPa，k=10．SoC，承载力特征值否顺利，还影响到整个顶管施工的质量和安全。由于迎宾fa=52kPa，比较适

4、合顶管施工，但由于混凝土管节及工具1工作井东西两方向作业面不在一条轴线上，顶管存在约管自重较大，土体相当较软，顶管进出洞和轴线控制难度163。的夹角，这对于超大直径、超长距离顶管来说存在较相应增大，易发生各种失稳问题。多困难：一方面，上一阶段顶管的出洞口要在下一阶段成本工程采用640mm土压平衡工具管，质量约152t，为后靠背，在非直线对称的情况下保持后靠背的强度及稳在出洞过程中，由于外部土体经过下沉过程的扰动，且水定性较为困难；另一方面，需要针对性的解决管节与井壁土压力尚未建立，浮力几乎为零，会使得顶管工具头出洞非垂直正交带来的止水难题等。以后在工具管运行振动的情况下产生磕头现象，如果不

5、采针对以上问题，由于单根顶管顶力最大达14000kN，取措施，会使得工具管越项越低，甚至无法控制。而迎宾迎宾1工作井为双线并行项进，最大顶力可达24000kN，1井还需向工作井两端顶进，且顶进的两个方向还不在一后靠背须以考虑整体稳定性为原则。为满足该工程大直径条轴线上，两个顶进方向上都会预留洞门，在向其中一个顶管顺利出洞及后续顶进施工，后靠背应在强度及刚度满方向项进时，其后靠背必然会封堵住另一个方向的洞f-j，足顶管施工要求的前提下，便于安装、拆卸，且经济合当其中一个方向项进完成，开始向另一个方向项进时，需理。为此，特将迎宾1井的后靠背创造性的采用了便于拆要拆除封堵住另一个方向的后靠背，这

6、对该工作井两个方卸、可重复使用的预制混凝土装配式顶管后座，如图1所向的顺利出洞提出了更高的技术要求。不0后靠背分预制模块一及模块二，以一定的间隙分层叠放并通过模块上的预埋件焊接在一起。待安装并经测量调作者简介：徐冬宝(1960一)，男，大专，工程师。整到位后，在模块与井壁间注入c30混凝土，使模块组成通讯地址：上海市徐汇区宜山路1121号(200233)。收稿日期：2013-02—04的后靠背与井壁连成一体。按井内行车起重能力(30t)318f建筑施工第35卷第4期徐冬宝：大直径混凝土项管同的关键施工技术由于本工程沉井皆为外台阶形式，深层搅拌桩对洞口加固区域与井壁间存在间隙(3Ocm)，为

7、隔断此处水力联系通道，采用了水泥高压旋喷进行封闭处理，见图2。图1后靠背示意及结构要求，模块一及模块二每层高度设计为0．666m，分别预制9块。图2洞口土体加固3洞口土体加固4洞口止水顶管工具头的出洞是顶管施工的关键节点，应确保顶洞口止水装置的设计对顶管能否顺利地进出洞、保证管机正常地从非土压平衡工况向土压平衡工况过渡，从而顶进过程中洞口密封的可靠性是至关重要的，这通常是顶达到控制地面沉降，保证工程质量的目的。管施工的薄