钢护套顶进穿越小断面软土引水隧道技术

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1、２００３．ＮＯ．３天津建设科技钢护套顶进穿越小断面软土引水隧道技术庞文利（中铁十六局集团第二工程有限公司，天津３００１６２）摘要：结合北林隧道小断面软土段的施工，介绍钢护套顶进的技术原理、施工工艺、实施效果并对其工艺提出了改进建议。关键词：软土；小隧道；钢护套；顶进中图分类号：Ｕ４５５．４７文献标识码：Ｃ文章编号：１００８－３１９７!２００３"０３－００１５－０３北林引水隧道为福清闽江调水工程Ｃ１６标至少要控制在１∶６～１∶８才能保证边坡稳定，段，位于福清市三山镇境内闽江调水工程龙（田）该方案有以下缺点：高（山）支线上，隧道全长２２５０ｍ，开挖断面

2、２．７（１）土方工程量大；ｍ×２．７ｍ，衬砌后为马蹄形，净空２．２ｍ×２．２ｍ。（２）涉及到周围建筑物的拆迁；在出口Ｋ３０＋０８０～Ｋ３０＋２７０段１９０ｍ，土中含有（３）工期长，投资大；粘土矿物伊利石，开挖后产生膨胀，引起掌子面（４）雨季将要到来，施工不利因素增多。渗水流塌。开始采取小导管注浆超前支护，钢格１．３钢板桩围护方案栅拱架并配合圆木及木板等支护形式的施工方该方案需将２０ｍ以上的锁口钢板桩打入土法进洞，但由于土体遇水膨胀、失去自稳力、压力中，形成围护。此方案也有以下缺点：过大，成洞相当困难。最终采用钢护套顶进工艺（１）深基坑开挖施工需采用

3、深层降水措施；成功地解决了这一难题，取得了满意的效果。（２）深基坑钢板桩加固施工工艺较繁琐，易发１方案的选定生安全事故；１．１超前支护的洞挖方案（３）钢板桩需租用，一次租用钢板桩数量大，采用长４ｍ，Φ４８ｍｍ的小导管注浆，四周围占用时间长，费用高。护形成屏障再开挖或用长４ｍ，Φ２２ｍｍ的锚杆支１．４深层混凝土搅拌桩方案护，钢筋格栅进行围护再开挖。实践证明此方案该方案是将软土进行加固增加稳定性，出口成洞相当困难且工期缓慢，已成洞段由于开挖时１９０ｍ软土段需沿隧道轴线布设四排Φ５００ｍｍ坍塌严重衬砌后有不同程度的下沉、上浮、扭曲、的搅拌桩，工程量较大，

4、工期较长，投资较大。断裂现象，施工质量也无法保证。曾有例证#在福１．５钢护套顶进方案建类似地质洞挖施工１００ｍ需要一年的时间，工通过现场调查研究，并借鉴地铁盾构法施工程投资巨大。原理及顶管、顶涵施工经验提出钢护套顶进方１．２明挖方案案。该方案是在洞口流塌地段明挖布置工作坑，洞顶覆盖层１８～２０ｍ，借签其他类似工程施在工作坑内将加工成型的具有一定强度和刚度工经验$在这样的软土上明挖深基坑，开挖坡度的钢护套用千斤顶顶进入土，作为临时支护支撑围岩，在钢护套的掩护下进行隧洞开挖，前端开挖一段后顶移一段，尾部续放钢筋混凝土预制块收稿日期：２００２－１２－１９

5、做为初期支护，这样循环作业进洞。顶进原理见作者简介：庞文利!１９７１－"，男，中铁十六局集团二公司二图１。分公司总工，大本，主要从事隧道施工管理工作。!"天津建设科技２００３．ＮＯ．３图１顶进原理该方案最大限度地减少了对周围土体的扰图２钢护套正面布置动，减少了围岩外露时间，从而有效避免了围岩下沉、外流现象，减少了塌方的可能性，既安全又能保证质量，但增加了钢护套的加工及做为后背的混凝土预制块的费用。经过对以上几个方案在安全、质量、工期、经济方面的比较，认为钢护套顶进方案是可行合理的。２顶进方案的实施２．１顶力计算及千斤顶布置计算得出的顶力为２１６９ｋ

6、Ｎ。选用４台６０ｔ卧式油压千斤顶作为顶进设备，布置方式为上下、左右四周布置，以便于顶进时受力均匀并通过开关油阀调整千斤顶，利用台数来调整顶力作单位：ｍｍ为主要纠偏方法。图３Ａ－Ａ截面２．２钢护套设计后背圈梁即作为顶进的后背又作为临时支经过对土压力分析及加工工艺要求，钢护套护，参照《铁路桥涵设计基本规范》进行设计，其强外壁采用２ｃｍ厚钢板弯制，钢护套外径为３．２４ｍ，度等级为Ｃ２０钢筋混凝土，厚度为２０ｃｍ。工作坑根椐纠偏要求选定与外径比例近１∶１的３．００ｍ内首节后背同已有衬砌相连，整体浇注３ｍ过渡长度，为加强钢护套的刚度，其内侧布置横向加肋段。续

7、放的钢筋混凝土圈梁预制块在工作坑内采!２２槽钢４道，间隔为４９ｃｍ，纵向加肋!２２槽钢用长度２０ｃｍ的整块，而在洞内为了拼装方便，分８道，分布在钢护套上下、左右两侧腰线部位。钢护成五块预制：拱部两块，边墙两块，仰拱一块。套加工见图２和图３。２．４顶进实施２．３工作坑及后背的设置（１）顶进施工程序（见图４）。为确保钢护套准确吊装到位，在塌方地段采（２）千斤顶顶进设备在安装前必须要检测合格。用明挖法施工工作坑，同时为防止发生塌方，工作油泵安装在操作平台上，油泵与千斤顶连接的油管坑的仰坡及边坡用木桩、网喷混凝土加固。工作坑为防止意外渗漏、崩裂，必须用钢管

8、或槽钢敷设，滑板底部进行片石回填处理，上部铺设２０ｃｍ厚的不得外露。钢筋混凝土并预埋导向轨以确保钢护套进洞的方（３）钢护套