上海轨道交通6号线车站过街出入口采用大截面矩形顶管的设计与研究资料下载.pdf

1、以往出入口多采用明挖顺做施工，其优势是土建造价低。但由于交通繁忙，地下市政管线繁多，因此难度大费用高。在软土地区采用大截面矩形顶管施工方法施做此种出入口具有相当大的优势。其施工期间不需要搬迁地下管线，不影响道路交通的正常运行，而且施工期间无噪音，地面沉降及地下管线的变形可控制。本文介绍在上海轨道6 号线浦电路、龙阳路车站的过街出人口设计中，采用矩形顶管机施做地下通道的设计方案及体会，以期对今后类似工程的设计及施工做进一步的总结改进。2 大截面矩形顶管施工设计方案介绍2 I浦电路车站顶管设计方案简介浦电路车站顶管出入口平面布置如图1 所示，顶管的出发井布置在车站一侧，接收井布置于东方路的另一侧，

2、顶管线路全长4 2 7m，全线埋置于层淤泥质粘质粉土、夹粉质粘土、淤泥质粘土层内。顶管上部覆土5 7I T l 6 9m，线路纵向坡度3。其中e）1 2 0 0 污水管，距离管壁仅1 0m。设计用大截面矩形顶管法施工，顶管施工时在道路两侧设置工作井，采用矩形顶管机下穿道路。图l 浦电路站顶管平面布置图顶管始发井净尺寸为1 1m 9I T l，深度为1 3 7n l，围护采用厚地下连续墙。顶管出洞口采用搅拌桩加固并设置一排密插型钢的8 5 0 S M w 工法桩，为防止出洞口加固土体的搅拌桩与连续墙间的空隙产生漏水，采用旋喷加固填满缝隙。顶管接收井净尺寸为9 3m 6 3 5m，深度为1 1 8

3、 5m，设于东方路对面。围护采用地下连续墙，顶管进洞口增加3I n 厚8 5 0 搅拌桩加固，旋喷加固填满缝隙。管节外形尺寸为6 2 4m 4 3 6m，壁厚为5 0 0m m，管节长度为1 5r n。混凝土强度等级为C 4 0，抗渗等级为0 8M P a。顶管机采用T H 6 2 5 P M X 一1 型土压平衡式矩形隧道掘进机。施工时，用地面沉降监控和预留注浆管进行跟收稿H 期：2 0 0 8 0 5 2 4作者简介：安危，男，3 6 岁，毕业于武汉水利电力大学，硕士，国家一级注册结构工程师。万方数据3 0土工基础踪注浆等措施来控制管线沉降，保护管线安全。工程已于2 0 0 6 年5 月1

4、 3 日顺利完成，地面最终沉降控制在1 2c m，各管线监测指标均满足要求。2 2 龙阳路车站顶管设计方案简介龙阳路站4 号过街出入口如图2 所示，出发井位于东方城市花园小区内，下穿东方路和龙阳路车站连接。顶管顶进长度为4 0 5m，全线埋置于层淤泥质粘质粉土、夹粉质粘土、淤泥质粘土层内。顶管上部覆土5 5m 5 8I T I，线路纵向坡度0 7，其中4 5 0 污水管，距离顶管管壁1 0 7m。顶管始发井净尺寸-为9 2r n 8m，深度为1 0 1 0m。始发井采用8 5 0 S M W 工法围护，顶管出洞口增加两排8 5 0 搅拌桩加固，后靠位增加三排西8 5 0搅拌桩，提高后墙壁承载顶

5、管的推力。图2 龙阳路站顶管平面布置图顶管机采用大刀盘土压平衡式矩形顶管机顶进施工，每个顶程布置地面沉降观测点。顶进过程中各项监测指标均满足要求。2 3 顶进施工中采取的措施（1）采用减阻泥浆是减少顶进阻力的重要措施。顶进中，通过预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。压浆时必须遵循“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当的调整。（2）在顶管工作井侧墙进、出洞口处预埋特殊钢环，由于钢环洞圈与管节问存在着空隙，在顶管出洞及正常顶进过程中极易出现外部土体涌入始

6、发井内的严重质量安全事故。为防止此类事故发生，施工前在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈，橡胶板采用1 2m m 厚钢压板作靠山，压板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于顶进过程中可随管节位置的变动而随时调节，以保证帘布橡胶板的密封性能。帘布橡胶板在顶管管节的弧线段应按实际形状特别加工为扇形，确保弧线段的密闭防水功能。3设计中的重点及难点问题3 1浦电路顶管始发井位置的确定问题从对车站安全角度出发，不宜将出发井设在车站侧，应将出发井设在对面侧，并加固井后土体以解决顶管推进的后座力。但在通盘权衡下我们采用了从车站一侧工作井出发顶进的方案，此情况下顶管顶进的反推力对车站主体结构会产生何种不利影响是保证方案可行

7、的最重要环节，计算分析后发现，适当加深工作井的深度，让井的底板板面低于车站底板结构下约0 5m，利用车站的底板和中板作为顶管机顶推力支承梁的支撑点，既可保证后座力又对车站的影响减至最小。施工中的监测数据表明，效果令人满意。3 2 矩形顶管管节设计从成本考虑，管节以采用预制钢筋混凝土结构为好，根据管壁所受工作荷载和顶进时的施工荷载两种工况进行计算，确定两通道管节均采用厚度5 0 0m m 的钢筋混凝土结构，混凝土标号C 4 0，抗渗等级为0 8M P a。顶进施工过程中管壁未发生受压破坏。由于通道长度短、坡度较缓，配筋计算可按荷载及地质条件选取埋深最深，最不利工况进行计算（顶管段覆土厚度一般应大

8、于顶管长边尺寸）。单节管长度越长则接缝越少，漏水环节少，提高了通道的纵向刚度，并加快施工进度。根据目前国内的运输及起吊技术能力，确定每节混凝土管节长度为1 5m。3 3 顶管线路的最大纵坡问题对于顶管工艺而言，线路纵向最好采用水平或沿顶进方向坡度较小的上坡为宜，但在浦电路车站的设计中，为保证车站对面出入口不突破地面道路红线，加大了上坡的坡度，采用3 的上坡坡度，在实际顶进过程中的数据表明，3 的上坡坡度是可行的；但从使用功能、顶管工艺等方面因素考虑，如无特别原因不宜突破此值。4经验总结4 1顶管管节的接缝处防水的处理对矩形顶管来说，节间防水是很重要的一个环节，均采用“F”型承插式，接缝内设由锯

9、齿形橡胶止水圈和双组分聚硫密封膏组成的两道防水装置。从实际效果来看，两条顶管的接缝都存在一定 万方数据第4 期安危等：上海轨道交通6 号线车站过街出入口采用大截面矩形顶管的设计与研究3 1情况的漏水。分析原因，主要有以下几点：（1）顶进完成后随着后座力撤除，管节反弹引发的漏水。设计要求在顶进完成后，后座力撤除之前，将通道起始4 节管节和结束的4 节管节分别用型钢拉结成整体，防止管节反弹。但从实际效果来看，这个措施还不够，应将整个管节沿线路纵向全部拉结为宜，拉结可利用管节内壁的本身预留的预埋件，采用角钢或槽钢将管节连接起来，这样应可有效地阻止管节的回弹引起的漏水。（2）在顶进过程中，F 型的承插

10、钢板就位时有可能破坏锯齿形橡胶止水圈，或者橡胶止水圈与钢板的间隙的控制过大，都有可能直接影响防水效果。我们认为在管节回弹完成后若能将“F”型钢板和锯齿形橡胶及管壁问的空隙用环氧树脂、聚氨酯等防水材料注入，会有效地防止接缝的漏水问题。（3）作为拼接的结构，管节之间韵漏水也许是不可避免的，除了堵，还可在管节接缝的地方采取设置引流槽的方式对漏水进行疏排，引流槽可埋设于装修面层和吊顶内，对使用效果不影响。浦电路和龙阳路过街通道后期均采用此方案取得了成效。4 2 车站站厅层设置工作井的可行性分析是否可以在车站主体结构内预留顶管工作井?分析认为：若在车站内预留顶管工作井，则要控制顶管通道底面标高与车站的站

11、厅层标高基本接近。而顶管标高由顶管穿越范围内路下标高最低的管线控制（低于其1 0m 以上）。对于标准的地下二层车站，由于站厅层与顶管标高差别很大，难以实施。但对于地下三层车站或埋置深度很深的地下二层车站，还是存在在车站内设置顶管工作井的可能性。5结语随着地铁建设的高速发展，车站设置顶管过街出入口的情况越来越多，目前上海轨道交通7 号线、8 号线、1 0 号线、1 1 号线等各条线路均有采用顶管方案的过街出入口，可以肯定，顶管法在地铁建设中将会有更大的发展空间。参考文献 1 孙继辉大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究 J 建筑施工第z 9 卷第4 期 2 3 王蓬矩形顶管施工监理工作实践

12、J 建设监理，2 0 0 7 年第1期 3 3 熊诚大截面矩形顶管在城市地下人行通道中的应用 J 建筑施工，第2 8 卷第l o 期 4 3毛海和顶管矩形工作井复合式后背墙反力分布研究 1 3 岩土力学。V 0 1 2 8N o 6，2 0 0 7 5 陈春来，魏纲。陈华辉矩形S M W 工法工作井土体反力计算方法的研究 J 岩土力学V 0 1 2 8N o 4 2 0 0 7T h eD e s i g na n dR e s e a r c ho ft h eL a r g eS e c t i o nR e c t a n g l eP i p eJ a c k i n gA d o p

13、 t e di nt h eC r o s s i n g-s t r e e tP a s s a g e w a yo ft h eS u b w a yS t a t i o ni nS h a n g h a iR a i lT r a n s i tL i n e6A NW e i Z H A OH a nq i n g（S h a n g h a iU n d e r g r o u n d，S p a c eA r c h i t e c t u r a lD e s i g n&R e s e a r c hI n s t i t u t e。S h a n g h a i2

14、0 0 0 0 0 C h i n a）A b s t r a c tT h ep a s s a g e w a yi nt h es u b w a ys t a t i o nl o c a t e da l o n gt h es t r e e ti sg e n e r a l l yr e q u i r e dt Od e s i g nw i t hc r o s s i n g s t r e e tf u n c t i o n A ss u c hp a s s a g e w a yo ft h es u b w a ys t a t i o nc r o s s e

15、 st h em a j o rs t r e e t，t h e r ea r et h o s ep r o b l e m ss u c ha st h eh e a v yt r a f f i cf l o wi nt h ep a v e m e n ta n dd e n s ep u b l i cp i p e l i n e sl a y o u tu n d e r n e a t ht h er o a d S oi t i sd i f f i c u l ta n de x p e n s i v et oe n s u r et h et r a n s p o

16、r t a t i o nf l u e n ta n dr e m o v et h ep i p e l i n e si fo p e n-c u tm e t h o di su s e d I nt h ed e s i g no ft h eP u d i a na n dL o n g y a n gs u b w a ys t a t i o ni nS h a n g h a iR a i lT r a n s i tL i n e6，t h es c h e m eo fr e c t a n g l ep i p ej a c k i n gi sa d o p t e

17、di nt h ec r o s s i n g s t r e e tp a s s a g e w a y，o b t a i n i n gc o m p a r a t i v e l ys a t i s f a c t o r ye f f e c t s T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ek e yp o i n t si nt h el a r g e-s e c t i o np i p ej a c k i n gs c h e m ea d o p t e di nc r o s s i n g。s t r e e tp a

18、s s a g e w a yo ft h et w os u b w a ys t a t i o n s（i n c l u d i n gw o r kw e l li n s t a l l a t i o n，p i p ej o i n t sd r a f t，p i p ej o i n tw a t e r p r o o f i n g，t h ew a t e r p r o o f i n gb e t w e e nw o r kw e l la n dp i p ej o i n t），a sw e l la sc o n c l u d e ss o m et e

19、 c h n o l o g ye x p e r i e n c e si nd e t a i lO C c u r r e di nt h ec o n s t r u c t i o n T h i si se x p e c t e dt oh e l pp r o m o t et h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o ni ns i m i l a rp r o j e c t sa n dp e r f e c tt h et e c h n o l o g yo fc r o s s-s e c t i o nr e c t a n

20、 g l ep i p ej a c k i n gi nt h ec r o s s i n g-s t r e e tp a s s a g e w a yw i t hb r o a d e rc o v e r a g e K e yw o r d ss u b w a ys t a t i o n，c r o s s i n g-s t r e e tp a s s a g e w a y，c r o s ss e c t i o n，r e c t a n g l ep i p ej a c k i n g，d e s i g n 万方数据上海轨道交通6号线车站过街出入口采用大截面

21、矩形顶管的设上海轨道交通6号线车站过街出入口采用大截面矩形顶管的设计与研究计与研究作者：安危，赵寒青，AN Wei，ZHAO Han qing作者单位：上海市地下建筑设计研究院,上海,200000刊名：土工基础英文刊名：SOIL ENGINEERING AND FOUNDATION年，卷（期）：2008,22（4）被引用次数：2次 参考文献（5条）参考文献（5条）1.陈春来;魏纲;陈华辉 矩形SMW工法工作井土体反力计算方法的研究期刊论文-岩士力学 2007（04）2.毛海和 顶管矩形工作井复合式后背墙反力分布研究期刊论文-岩土力学 2007（06）3.熊诚 大截面矩形顶管在城市地下人行通道中的应用期刊论文-建筑施工 2006（10）4.王蓬 矩形顶管施工监理工作实践期刊论文-建设监理 2007（01）5.孙继辉 大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究期刊论文-建筑施工 2007（04）引证文献（2条）引证文献（2条）1.宋杰.侯艳春 上海地铁9号线七宝站矩形顶管法应用与设计期刊论文-山西建筑 2010（26）2.宋杰.侯艳春 矩形顶管法在城市轨道交通中的应用与设计方法期刊论文-城市轨道交通研究 2010（10）本文链接：http:/