内容发布更新时间 : 2024/5/2 7:04:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

上海地铁陆家嘴站5号出入口矩形顶管施工

概述 (1)工程概况

上海地铁2号线陆家嘴车站5号出入口人行地道工程，位于浦东陆家嘴金融贸易中心区，两条人行地道采用矩形顶管施工，其中5号出入口为始发井，4号出入口为接收井，分布在延安东路隧道引道段的南北两侧，见图1。

图1 工程总平面、纵剖面图

通道由两条长各为62.25m的平行管道组成，两条管道外壁净间距为2.2m，管道坡度均为0.2%，管道顶平均覆土厚度约5.3m。

本工程首次采用3828mm×3828mm组合刀盘土压平衡矩形顶管机施工。

通道结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节接口全部采用\型承插式，接缝防水装置由锯齿形止水圈和弹性密封垫内外两道组成。管节外形尺寸为3800mm×3800mm，壁厚为400mm，管节长度为2m。管节设计强度等级为C50，抗渗等级为0.8MPa。

工程沿线将穿越陆家嘴路、延安东路隧道南北线浦东引道段及上水管、煤气管、雨水管、污水管、市话线、电力线等地下管线。其中管道顶与φ450mm污水管、φ1000mm雨水管、φ800mm雨水管底净距均为1m，与延安东路隧道南线引道段结构底最小净距为1.564m。

(2)地质状况

本工程顶管沿线主要穿越的地层为：灰色砂质粉土、灰色淤泥质粉质粘土，各土层物理力学指标见表1。

各土层物理力学指标

序号 (1)1 (2)1 (2)2 (3) (4) (5)1 土层名称 人工填土 褐黄色粘土 灰色砂质粉土 灰色淤泥质粉质粘土 灰色淤泥质粘土 灰色粘土 层底标高m 2.19 0.69 -2.31 -6.31 -11.30 -15.81 层厚m 1.91 1.5 3 4 4.99 4.51 含水量(%) 32.1 42.7 60.1 容重kN/m3 17.9 18.0 17.1 17.6 孔隙比e 0.897 1.201 1.40 1.129 压缩模量MPa 8.94 3.13 2.19 3.67 内摩擦角° 23.6 48.5 2. 3828mm×3828mm土压平衡矩形顶管机 (1)施工原理

矩形顶管机施工以土压平衡为工作原理，通过大刀盘及仿形刀对正面土体进行全断面切削，改变螺旋机的转速及顶进速度来控制出土量，使土仓内的土压力值稳定并控制在所设定的范围内，达到开挖面的土体稳定，顶进形成的断面由不断顶入的矩形管节组成矩形隧道。

(2)主要施工机械设备及各项性能(见表主要施工机械设备及各项性能 表2

设备名称 壳体尺寸 顶 管 机 顶进装置 断面尺寸 技 术 参 数 指 标 3828mm×纠偏系统 千斤顶数量 3828mm 3000mm 纠偏角度 600mm 最大顶力 0~1.4rpm 螺旋机系统 输送能力 175kNm 转速 2 最大扭矩 270mm 16台 总顶力 2515mm 千斤顶行程

8台 ±1.8° 12000kN 42m3/h 0~15rpm 25.9kNm 2560t 1.30mm 前段壳体长度 后段壳体长度 刀盘系统 刀盘转速 最大扭矩 仿形刀系统 仿形刀数量 最大行程 千斤顶数量 缸体长度 矩形顶管进、出洞施工技术 (1)顶管出洞施工技术

顶管机顶出距工作井6m范围为出洞段。 ①封门形式及地基加固

工作井基坑支护结构采用SMW挡土墙，即在水泥土搅拌桩内插入H型钢作围护结构，然后采用现浇钢筋混凝土进行内部结构的施工。SMW挡土墙即为工作井的洞圈封门。也就是说，此顶管的出洞过程即为搅拌桩内H型钢的拔除及机头顶过出洞加固水泥土段并进入原状土体的过程。

工作井外侧距井壁2700mm范围内采用5排搅拌桩作地基加固，见图2，其设计强度为1.2MPa。在确定顶进设备运转情况良好后，将顶管机顶入洞圈内至距SMW挡土墙100mm左右。

图2 出洞段地基加固断面图

②洞圈止水

洞圈与管节间的建筑空隙为110mm，在顶管出洞过程中极易造成外部土体涌入工作井内的严重事故。为此，施工前在洞圈上安装一环形帘布橡胶板，以密封洞圈，橡胶板由12mm压板固定牢靠，压板的螺栓孔采用椭圆形式，以利于在顶进中随时调节压板与管节间的间隙，保证帘布橡胶板的密封性能。

③土仓内加注粘土

为防止在搅拌桩内H型钢拔除过程中正面土体的坍塌，并由此而造成工作井前方电缆出现过量沉降等施工险情，在顶管靠上H型钢后，利用螺旋机倒转向土仓内压注粘性土，并提高到一定土压力(P=0.065MPa)。

在土仓内加注粘土，可润滑土体便于螺旋机出土，同时确保刀盘受力均匀，避免顶管机旋转。 ④主要施工参数摸索

由于工作井与陆家嘴路距离仅为7m，且在顶进中将陆续穿越陆家嘴路、φ450mm污水管、φ1000mm雨水管、延安东路隧道引道段、φ800mm雨水管等，所以在顶管出洞过程中应尽量减少水土流失，控制好地面沉降。 在H型钢全部拔除后，应立即开始顶进机头。由于正面为全断面的水泥土，为保护刀盘和仿形刀，顶进速度不宜过快，使刀盘和仿形刀能对水泥土进行彻底的切削，防止井壁整体移位；另外由于土体过硬，必要时可加入适量清水来软化和润滑土体。在水泥土被基本排出，螺旋机内输出全断面原状土后，为控制好地面沉降、顶进轴线，防止顶管机突然\磕头\，宜适当提高顶进速度，把正面土压力建立到稍大于理论计算值，以减小对正面土体的扰动及出现的地面沉降。

在顶管的出洞段施工中，应不断根据地面沉降的数据反馈进行参数调整，迅速摸索出各类参数最佳设定值。