廣州金土巖土工程技術(shù)有限公司
- 工程概況
臺(tái)州綜合管廊過(guò)永寧河矩形頂管工程，位于臺(tái)州市臺(tái)州大道與永寧河交叉口南側(cè)。管廊施工需穿越寬38m的永寧河，永寧河位于臺(tái)州市區(qū)的軸心位置，串聯(lián)兩大平原水庫(kù)以及多條河流和多處重要山體，既是臺(tái)州市“山水格局”的中心軸線和心脈所在，又是臺(tái)州市打造“山水城市”的重要載體和軸線。該段管廊如采用傳統(tǒng)的“明挖現(xiàn)澆”法施工，需進(jìn)行圍堰造成河流斷流、工期拖延等問(wèn)題，嚴(yán)重破壞了臺(tái)州市的河流景觀和山水城市風(fēng)貌，因此迫切需要采用“綠色、安全、環(huán)?！钡木匦雾敼苁┕ぜ夹g(shù)。
本次管廊頂管設(shè)計(jì)斷面尺寸為6m×4.3m，凈空尺寸為5m×3.3m，壁厚0.5m，管節(jié)為整環(huán)預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單節(jié)管長(zhǎng)為1.5m，重約35t。頂管頂進(jìn)長(zhǎng)度89米，覆土深度為9.15m，下穿永寧河段覆土深度約4.09m，穿越地層主要為淤泥層、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層。設(shè)計(jì)縱斷面線形指標(biāo)為直線。
頂管始發(fā)井和接收井均采用沉井式結(jié)構(gòu)，沉井井壁采用階梯式，結(jié)構(gòu)壁厚由上至下0.7~1.1m不等。由于場(chǎng)地地質(zhì)條件較差，需對(duì)始發(fā)井及接收井四周、洞門進(jìn)行土體加固，起到提高土體強(qiáng)度和止水擋土的作用。井四周加固形式采用雙排φ700@500雙重高壓旋噴樁施工，加固深度為18m；洞門處加固形式采用8排φ700@500雙重高壓旋噴樁施工，加固深度為18m，且在洞門端密插一排500×250×10×20型鋼防止洞門鑿除時(shí)發(fā)生涌水涌砂。頂管始發(fā)井后靠背加固形式采用6排φ700@500雙重高壓旋噴樁施工，格柵式布置，加固深度為18m。
表1-1 矩形頂管管節(jié)參數(shù)一覽表
| 斷面尺寸（寬×高） |
6.0m×4.3m |
凈空尺寸（寬×高） |
5m×3.3m |
|
管節(jié)壁厚 |
0.5 |
單節(jié)長(zhǎng)度（m） |
1.5 |
|
管節(jié)重量（t/節(jié)） |
35 |
管節(jié)總數(shù)量（節(jié)） |
60 |
|
混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B等級(jí) |
C50 / P8 |
管節(jié)接口形式 |
“F”型承插式 |
表1-2 頂管工作井沉井參數(shù)一覽表
|
井類型 |
外形尺寸（寬×長(zhǎng)）（m） |
凈孔尺寸（寬×長(zhǎng)）（m） |
井壁深度（m） |
刃腳深度（m） |
井總深度（m） |
澆筑次數(shù) |
|
始發(fā)井 |
12.4×11.6 |
10.2×9.4 |
14.55 |
4 |
18.55 |
四次澆筑四次下沉 |
|
接收井 |
12.4×11.6 |
10.2×9.4 |
14.65 |
3.95 |
18.60 |
四次澆筑四次下沉 |
- 地質(zhì)條件
本工程頂管覆土深度為4.09m~9.15m，工程施工段從上至下地層情況如下：
各土層物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)一覽表 表2-1
| 層號(hào) |
土層名稱 |
地基允許承載力fak（KPa） |
沉井外壁摩阻力（KPa） |
重度 |
粘聚力 |
內(nèi)摩擦角 |
|
（r）KN/m3 |
（KPa） |
Φ（°） |
||||
|
①-0 |
雜填土 |
/ |
/ |
|
|
|
|
①-1 |
黏土 |
80 |
18 |
18.1 |
30.4 |
14.3 |
|
②-2 |
淤泥 |
50 |
10 |
16.5 |
10.7 |
8.9 |
|
②-3 |
淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 |
55 |
11 |
17.6 |
14.6 |
12.5 |
|
④-1 |
黏土 |
140 |
25 |
18.9 |
51.2 |
16.6 |
頂管施工穿越的地層主要為②-2淤泥、②-3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。穩(wěn)定水位標(biāo)高為0.7～1.16m。
三、頂管施工重難點(diǎn)及主要技術(shù)措施
3.1頂進(jìn)段地質(zhì)條件差
| 施工重難點(diǎn) |
措施 |
|
頂管機(jī)“磕頭” |
對(duì)洞口土體進(jìn)行加固處理。 |
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頂管機(jī)始發(fā)時(shí)應(yīng)使機(jī)頭偏上一定角度。 |
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將頂管機(jī)與后面3~5節(jié)管節(jié)采用型鋼焊接連成一整體。 |
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管節(jié)下沉 |
所有管節(jié)采用槽鋼進(jìn)行剛性連接。 |
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通過(guò)注漿改良土體，改善不良土體的流塑性，提高土體承載力。 |
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加長(zhǎng)始發(fā)端與接收端洞門口加固范圍。 |
本工程頂管穿越地層為淤泥、局部淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，地基承載能力差，始發(fā)時(shí)容易發(fā)生頂管機(jī)機(jī)頭栽頭及頂進(jìn)過(guò)程中管節(jié)下沉。應(yīng)采取如下解決措施：
3.2頂管姿態(tài)控制
本工程為長(zhǎng)距離大斷面矩形頂管，頂管施工穿越淤泥層，該層土較軟弱，受擾動(dòng)后易發(fā)生變形或滑移，承載力差，頂管姿態(tài)控制困難。采取措施如下：
| 施工重難點(diǎn) |
措施 |
|
姿態(tài)控制 |
對(duì)機(jī)頭掌子面前方不良土體進(jìn)行改良。 |
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嚴(yán)格控制出土量，保證掌子面土壓力平衡。 |
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頂進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)主頂油缸及鉸接油缸進(jìn)行微糾偏。 |
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應(yīng)勤測(cè)勤糾，偏差較大時(shí)，應(yīng)遵循連續(xù)小角度糾偏原則。 |
3.3綜合管廊頂管下穿永寧河
頂管施工下穿河寬約38m的永寧河，*淺覆土厚度僅4.09m，且地下水豐富，頂進(jìn)施工難度較大。此外，過(guò)河段淺覆土頂管施工過(guò)程中可能發(fā)生管節(jié)上浮及頂管完成后管節(jié)不均勻沉降的現(xiàn)象。采取措施如下：
| 施工重難點(diǎn) |
措施 |
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滲水及接收井涌水涌砂的風(fēng)險(xiǎn)、管節(jié)上浮 |
加強(qiáng)挖掘面土體改良，形成良性土體，確保正面土體穩(wěn)定。 |
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嚴(yán)格控制出土量。 |
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對(duì)河堤及河岸進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)采取相應(yīng)措施。 |
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在距離河道前20m設(shè)置試驗(yàn)段，進(jìn)行頂進(jìn)參數(shù)調(diào)整和土體改良試驗(yàn)，確保頂管機(jī)以**的狀態(tài)順利穿越過(guò)河段。 |
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不均勻沉降 |
頂管完成后注水泥漿置換觸變泥漿來(lái)固結(jié)通道和采用槽鋼進(jìn)行剛性連接，使管廊管節(jié)通道連成整體。 |
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