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1、地下工程GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVo.l12No.12控制大直径顶管穿越长江大堤引起堤面沉降的技术措施初探12贾国强,陈琳(1中冶天工上海十三冶建设有限公司,上海201900;2大唐南京下关发电厂,南京210010)摘要顶管施工中土体的扰动机理和土体特性的变化非常复杂,在现有施工装备和工艺条件下,完全避免地面沉降非常困难。介绍大直径顶管穿越长江大堤构筑物时,所采取的控制施工参数、改善顶进断面的土体特性及补偿地层损失等控制堤面沉降的技术措施。关键词顶管长江大堤堤面沉降技术措施+中图
2、分类号:TU943文献标识码:A文章编号:1009-5098(2009)12-0078-04高程为-480m(场地自然地面标高约570m),顶1工程概况管坡度近似为i=288。大唐南京电厂工程(下关电厂搬迁扩建2长江大堤作为重要构筑物,它的安全正常运行660MW机组)建设2台660MW燃煤机组。为满足直接关系着广大人民群众的生命和财产安全。因机组直流供水的需要,循环水取水系统采用两座钢此,顶管在穿堤施工过程中,必须采取有效的技术措制取水头部配套两根引水钢管,自长江-12m等深施,密切监测大堤的沉降变形,力求使大
3、堤沉降量被线处取水,经由引水钢管送至厂内循环水泵房。控制在尽可能小的范围内。引水钢管由顶管和沉管两部分组成。其中,顶2地质资料管共两根,左右平行并穿两道长江大堤:顶管推进至约70m处时穿越第一道长江大堤主江堤、推进根据地质报告,施工区域内揭露土层自上而下至约295m处时穿越第二道长江大堤子江堤;划分为5个大层,及分属不同层次的11个亚层。顶两顶管中心距离140m,单根设计长度均为415m,管顶进断面土层多为淤泥质粉质粘土与粉土互层管道规格为D344034mm,材质为Q235-BZ镇和粉砂夹粉质粘土中(图1)。静
4、钢。顶管在地下埋置深度较深:其在工作井一侧的中心高程为-360m,与沉管段衔接一侧的中心图1顶管埋藏位置及土层剖面示意图顶管穿越土层的工程地质特征详述如下:反应明显;局部粉土含量较高,为砂质粉土;局部淤淤泥质粉质粘土:呈灰黄-黄灰色,饱和,松泥质粉质粘土夹层较多,为粉砂夹淤泥质粉质粘土散-稍密。砂质不纯,夹淤泥质粉质粘土薄层,摇震或砂质粉土夹淤泥质粉质粘土。该层在拟建场区以收稿日期2009-06-2278岩土工程界第12卷第12期地下工程透镜体状零星分布于1淤泥质粉质粘土中,厚度质粉质粘土与粉土互层更容易产生塌
5、方现象,造成不等,薄的为20~40m左右,厚的可达60~实际出土量大于理论出土量,引起覆盖层土体松动,140m;该层顶板标高变化较大,陆域顶板标高浅的造成堤面沉降。一般为+300~-100m,深的一般为-500~(3)针对本次顶管作业环境的主要特点,工具-906m,水域顶板标高一般为-1372~管选型为局部气压平衡工具管。受其机械性能的限-1640m。实测标准贯入击数一般为4~13击,静制,一些施工参数无法被精确控制。例如,在顶进过力触探比贯入阻力Ps加权平均值为265MPa。程中若局部气压施加过大,可能造成冒
6、气;若局部气粉砂夹粉质粘土:呈灰色,饱和,中密。摇震压施加不足,则无法维持开挖面稳定;而无论气压偏反应迅速,土质不均匀,局部砂质纯,为粉细砂;局部大或偏小,都将以外力作用方式破坏土体的原有受粉质粘土夹层较厚,呈互层状。该土层在拟建区域力状态。由于顶进过程中土体性状、覆土厚度等工以透镜体状零星分布于1灰色粉质粘土层中,厚况呈实时变化状态,而气压参数一般经理论计算后度一般为11~70m。实测标准贯入击数一般为由人工在操作间内手动设定,因无自动补偿装置导15~22击。致无法随工况变化即时进行自适应调整,使施工参地下水
7、类型主要为孔隙潜水,局部地段表现为数产生偏差,间接造成堤面变形。潜水-微承压水的混合型地下水。潜水水位主要受(4)顶管在穿堤顶进过程中,受地基土均匀性、大气降水和地表水体的影响,并与长江水形成一定后背墙及千斤顶布置不均匀等影响,会产生一定的的补排关系,呈季节性变化。地下水稳定埋深在春高程和轴线偏差。为确保管道走向符合设计要求,季一般为040~145m(高程一般为486~需要采取一定的纠偏措施。而一旦采取纠偏措施,532m),常年地下水稳定水位的幅度为050~工具管除了会对侧向土体造成挤压、产生土体形变100m。
8、地下水对顶管施工的影响较小。外,还会使工具管改变原来的行进方向,使工具管刃角后部与管身之间形成一个纠偏夹角,该夹角形成3顶管穿堤施工引起堤面沉降的原因分析空隙,其周围的土体受力向空隙处移动,引起堤面沉从目前国内外众多的顶管工程实例看,要完全降。避免地面沉降是非常困难的,这主要是由于顶管在(5)顶管在穿堤阶段,由于大坝自身重量很大,施工过程中都无法避免土体扰动,使管道周围土体给顶管正面阻
