大断面矩形地下通道施工设备与技术的研究

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1、大截面矩形地下通道施工技术的研究和应用——轨道交通6号线浦电路车站3号出入口通道工程概述工程概况和特点工程实施的关键技术工程实施的效果经济与社会效益一、工程概况和特点工程名称：上海轨道交通6号线浦电路车站3号出入口工程地点：上海浦东新区东方路与浦电路交叉的十字路口南侧工程内容：包括一个始发井、接收井、地下通道和出入坡道。☆通道坡度3%☆最大埋深11.624m☆最大覆土厚度为7.264m☆掘进距离为42.7m☆由28节预制钢筋混凝土管节组成。二、工程概况和特点土层自上而下依次为：填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粘质粉土、淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土、砂质粉土夹粉质粘土

2、、粉砂、粉细砂。通道洞身埋置于③淤泥质粘质粉土、③（夹）粉质粘土、④淤泥质粘土这3层土之间。该土层渗透系数一般为6～10cm/sec左右，属高含水量、高灵敏度、高压缩性、低强度、弱渗透性的饱和软粘性土，蠕变量大。土层名称含水量重度粘聚力内摩擦角压缩模量塑性指数液性指数空隙比%kN·m-3Pa°Mpa%%①填土18②粉质粘土34.91815225.0614.70.991.01③淤泥质粉质粘土40.917.41220.53.5814.11.411.16③（夹）粘质粉土34.518.15317.2911.71.380.98④淤泥质粘土49.816.614122.421.21.241.43⑤

3、1-1粘土38.717.616153.7418.10.951.12⑤1-2粉质粘土35.517.815184.6115.50.931.04⑥1粉质粘土24.119.34417.57.68150.370.72⑥2粉质粘土24.519.34022.58.93140.360.72⑦1-1砂质粉土夹粉质粘土30.418.5431.513.520.86⑦1-2粉砂29.218.7231.513.30.83⑦2粉细砂29.718.9232.511.820.82土层物理力学指标地质情况：二、工程概况和特点通道沿线地下管线情况二、工程概况及特点TH625PMX-1土压平衡式矩形隧道掘进机主要性能：★

4、掘进机截面尺寸为4390mm×6270mm，机头长度为5480mm★主顶千斤顶总推力为3200T；★具有可靠的防水性能，适合于地表下15米内的地层施工；★前置刀盘采用独立模块单元设计，可按模块分解组合；★具有防背土功能；★机身两侧配有平衡翼，可防侧转；★机身上的铰接装置，除具有纠偏功能外，兼具中继间的功能；★双螺旋输送出土，泵送渣土；刀盘取土口土压传感器平衡翼铰接伸缩缝二、工程概况和特点●双螺旋输送出土，泵送渣土两个螺旋输送机取土，通过取土量和掘进速度来平衡正面土压力。●推进系统主顶装置采用16个千斤顶，单个千斤顶最大推力2000KN，行程2500mm，总推力32000KN。16个千

5、斤顶两侧对称布置，每个千斤顶具有独立油路控制，掘进初始阶段，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行纠偏。铰接系统配有16个千斤顶，最大行程250mm，顶力为1500KN/只，工作油压31.5Mpa，具有纠偏及中继间双用功能。二、工程概况和特点预制钢筋混凝土管节：△外包尺寸：6240mm×4360mm△厚500mm△长1500mm△单节管重约36吨△每节管节安有10个减摩浆注入孔课题组在施工前期做了大量的技术准备工作，反复讨论、研究方案的科学性、合理性、可行性。在此基础上，还咨询了各路专家，对施工方案进行论证、审查，保证了工程得以顺利实施。二、工程概况和特点三、工程实施的关键技

6、术1、出洞技术1)洞口加固及掘进穿墙措施根据现场环境，出洞口外土体采用SMW工法加固，三轴搅拌后插入H700型钢，密插。工法桩加固宽度为两个洞门宽，深度为洞门下3米。加固体与围护体之间采用高压旋喷加固，以起到洞门凿除后挡土和止水的效果。洞门止水装置采用帘布橡胶板+可调节截面尺寸的钢插板。三、工程实施的关键技术2)出洞防磕头措施为克服掘进机出洞阶段的磕头趋势，采用高出洞技术。3）掘进机刀盘为前置式设计，无常规的密封土仓，且由于出洞加固采用SMW工法，出洞时，当前置刀盘进入帘布板后，需进行工法桩型钢拔除，此时，极易发生刀盘前的土体坍塌，酿成后果。应对的措施为：①刀盘进入帘布板前，先在6个

7、刀盘的间隙内绑扎聚乙烯泡沫板，尽可能将刀盘间的空隙填满。②刀盘进入帘布板，控制好推进距离，使刀盘与工法桩的型钢保持最小的距离。③通过穿墙管向帘布板内压注高稠度的惰性浆液，尽可能充填聚乙烯泡沫板间的空隙，此时，已建立起切口前的压力。④拔除工法桩型钢。三、工程实施的关键技术◇由于掘进机的主推系统设置在井内，随着掘进距离的延伸，主推力也逐渐增大，此时，须在机头和管节与土层接触面间压注适量的减摩浆液。这样做可有效地减小掘进推力和防止设备及管节背土造成的地表沉降，危