大直径顶管下穿广清高速公路设计

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1、2012年9月第9期城市道桥与防洪管理施工223大直径顶管下穿广清高速公路设计邬龙刚，陈伟(广东省建筑设计研究院，广东广州510010)摘要：广清高速倒虹吸工程，采用顶管法将四条直径2．8m的钢简混凝土管下穿广清高速公路及其匝道。该文详细介绍了泥水平衡顶管法的设计思路及设计要点。接着，对顶管设计、工作井及接收井设计、设计重点难点等方面进行论述，并通过现场监测成果加以验证。其成果对国内此类工程有一定的借鉴性。关键词：顶管；泥水平衡；设计；施工监测；广州市中图分类号：TU990．3文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)09—0223—03为确保顶进过程中施工安全，经过比

2、选，采用泥水0工程概况平衡式顶管，横向为四根DN2．8ITI的钢筒混凝土随着城市高度现代化和人民生活水平不断的管(PCCP管)，管间净距3．56111，采用机械顶管施提高，城市和乡村对基础设施建设的总体要求越工，因工期紧张，采用两两间隔顶进。泥水平衡式来越高。非开挖顶管施工技术被广泛应用于穿越顶管施工时，通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产公路、铁路、河流、闹市区等不允许或不能开挖条生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，件下进行各种管道的铺设、更换和修复，近几年来顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土许多国家都投入大量人力、物力来研究开发顶管体进入顶管掘进机的泥土仓内，经刀盘的

3、搅拌与施工技术。由于顶管施工技术具有综合成本低、施进浆管送人的泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前好等优点，在市政给排水、通信电缆、燃气管道、电推进，顶管掘进机不断推进最后到达接收井，形成力电缆等地下管线中有着广泛的应用。整段管道。通过调整进排泥水量，或调整顶进速广州市北部水系建设工程自西取水至人工湖，度，调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力，从而保持沿程为白云区黄金围及石井河流域的各条河涌补了挖掘面的稳定。水，达到冲污及改善水环境的效果。而广清高速倒1．2顶力计算虹吸为引水干渠部分一个重要的渠道建筑物。设计

4、顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力，包倒虹吸结构下穿广清高速及其两条收费匝道和两括初始推力F0、管壁摩擦阻力F。【lJ【2】。条地方道路，整条倒虹吸结构总长267In，埋深0F=Fo+Fl9．5in，其中下穿广清高速主线及其两条收费匝道和Fo=·P。Bc·／4两条地方道路采用顶管施工，根据过水截面要求采Fl=(R·S+W·f)·L用四条直径2．8In的钢筒混凝土管，顶管段长185式中：一初始推力，kN；1TI，两端采用宽25．5In的四孔箱形闭合结构和净宽F——管壁摩擦力，kN；1824．1m的u形开口结构与引水干渠顺接。Ot——综合系数，该工程取砂性土系数值2．0；该处地质从上自

5、下分为：1．20—2．30m厚人工p一土仓的压力kPa，pe=150kPa；填土；6．20—7．401TI厚中粗砂；2．10～2．40in厚B=管外径，m，取3．31m；粉质粘土；1．60～4．80In厚粗砂；0．90～1．10mR——综合摩擦阻力kPa，考虑触变泥浆减阻厚粉质粘土；其下为灰岩。地下水位埋深0．4～4．2效果，该工程取值5．0kPat3；In，地下水位受季节和地表水影响，水量丰富。顶管s——管外周长，m，S=叮『d=3．14×3．31=10．39m：全断面位于第二层中粗砂层中。W——每米管子的重力，kN／m，W=25x&14x(331一2．8~4=61．2kN／m；

6、1顶管设计f-．一管子重力在土中的摩擦系数，f=0．2；1．1顶管方案介绍L——推进长度，in，按最长段考虑L=185m。因顶管全断面位于水量丰富的中粗砂层中，初始顶力：收稿日期：2012—02—20Fo=2．0×150×3．312×订／4=2580(kN)=258(t)作者简介：邬龙刚(1980一)，男，湖南邵阳人，硕士，工程师，从管壁摩擦力：事岩土工程设计工作。2012年9月第9期城市道桥与防洪管理施工225止水墙同时作为D段箱形闭合结构的底板和前工复杂、安全性差、工期长、造价高等缺点，而且根墙。前止水墙预留直径3．66m孑L洞，并施工洞口据工程经验，在上述措施的前提下，高速公

7、路的沉止水圈。降依然有较大的不可控性。经过多方论证，最终决定选用顶管方案。(2)针对该工程地下水丰富，顶管全断面位于m顶管中粗砂层中，且需严格控制地面沉降等特点，设计选用泥水平衡式顶管。泥水平衡式顶管具有适用m项管土质较广，对顶管周围土体扰动较小，总推力较小，作业安全的特点。支护桩桩间采用三管旋喷桩m顶管摆喷120。止水，在工作井和接收井止水墙之前分别采用四排和三排直径0．6m的水泥搅拌桩止水m瑗蒋和加固土体。(3)该工程要求工期较短，顶管施工要求8个月完成，四条顶管