大直径曲线顶管穿越既有地下构筑物的变形控制.pdf

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1、298管理施工城市道桥与防洪2012年7月第7期大直径曲线顶管穿越既有地下构筑物的变形控制费征云(杭州市七格污水处理厂工程建设指挥部，浙江杭州310016)摘要：顶管技术已在地下管线施工中得到广泛应用，如何在施工中保障临近既有地下构筑物的安全问题日益突出。该文以杭州某穿越地下构筑物曲线顶管工程为背景，结合工程经验探讨总结出了减小周边环境变形关键施工技术措施，并提出了结合监测信息准确控制施工变形的施工方法，可为今后类似工程提供参考。关键词：顶管施工：施工监测：变形控制中图分类号：TV554~．5文献标识码：B文章编号

2、：1009—7716(2012)07—0298—03表1土层物理性能指标一览表0引言随着经济建设的高速发展和城市化进程的加速，对旧城区的改造及新开发区的建造需求愈加强烈，使得我国市政工程建设在近几年呈现井喷式的增长。在市政给排水管道施工中，顶管法相对明挖排管有成本低廉、不影响上部已有道路、建筑物和既有管线等优点，近年来在全国各地有着广泛的应用】。综合以往施工经验来看，如何保障临近构筑物或管线的安全，保证其变形在容许范围之内是箱涵和2根2200×2200的出水箱涵。其中顶管顶管施T中的一个较为重要的问题，成功解决这顶

3、标高约一2．1m，紧急排江箱涵底标高约3．9m，一问题有着重大的工程实际意义。本文将结合杭两者净距约6m；出水箱涵底标高约3．3m，两者净州某大直径、长距离曲线顶管工程，从施工技术与距约5．4m。两箱涵交汇处为一座高位井，平面距现场实时监测两个方面探讨了减小顶管施工对周离顶管约5．5rn，高度方向净距约为5m。两条箱涵边环境影响的方法，可供今后类似工程参考。地基均为碎石垫层，并在通水使用中。如何保证顶管施工安全穿越跨河桥梁及四紧急排江箱涵是该1工程概况项顶管工程中的难点。图1为工程示意图。背景工程为一段穿越道路和桥

4、梁的顶管工程，采用02200“F”型钢承口钢筋混凝土管双线平行顶进，自工作井到接收井的距离为339m，属于中、长曲线顶管，曲率半径均为800m，两顶管中心距为5．3m。管节之间采用楔形橡胶圈密封，利用多层胶合板作衬垫材料。该工程管线所经区域，在勘察范围内，自上而下分为5层，分别为①，层素填土、②层砂质粉土、③。层粉砂、③层砂质粉土和③，层粘质粉土，土层参数详见表1所列。顶管管顶覆图1顶管平纵示意图土厚度为8．2～8．7m，管道基本位于②层砂粉土中。2顶管施工对土体变形影响的原因分析该工程顶管需穿越2400×2400

5、的紧急排江结合以往工程经验，顶管机推进施工引起的地表和土体变形主要有以下几个原因。收稿日期：2012—04～24作者简介：费征云(1965一)，男，浙江杭州人，高级工程师，副总2．1顶进施工引起的正面土体移动工程师，从事工程建设技术管理工作。顶管机顶进过程中，刀盘切削土体，引起正面土2012年7月第7期城市道桥与防洪管理施工299体扰动，土体向切削面方向移动，引起土体滑移。表2气压平衡、土压平衡、泥水平衡顶管机性能比较表2．2顶进速度过快或过慢顶管机到达时，削面切口0～3m范围内，当顶管机设定土压值较大、推力较大、

6、出土量小于100％时，土体受顶管机挤压作用，使土层隆起；当顶管机设定土压值较小、推力较小、出土量大于100％时，易引起土体流失，使土层下沉。2．3纠偏引起的土体移动在顶管施工过程中，不可避免的引起顶进轴线偏差，一般顶管机内部设置纠偏功能。在纠偏时，土体受机体的挤压作用，引起土体扰动。由于在含水的软土层中，工具管的外围土体自力性极差，随工具管的顶进，其外围空隙被随即变形的土体所填充，从而引起土层位移。2．4受摩擦力影响产生土体位移在顶进施工中，随着顶进长度的不断增加，周围土体受工具管及管节外壁的摩擦，而产生剪切扰动，

7、也会使土体移动。2．5注浆量与注浆压力表3DT中2200泥水平衡顶管机技术参数与组成部分一览表在顶管机顶过后，后续管道外围有10～l5mm的环型空隙，如后续管节压浆量不足或压浆不及时，其压力不足于支撑土体压力，会引起土层沉降。若注浆的充填率和注浆压力过大时，注浆对周围土体有挤压作用，致使土体产生变形。2．6触变泥浆水份流失在顶管施工后，随着时间的推移，周围土体受触变泥浆的水份的逐渐流失而向外围空隙填充，造成土体沉降。3减小周边土体变形的关键施工技术措施针对上节提到的顶管施工对土体变形的影响(1)根据土压力及出泥情况

8、，合理控制推进速因素，笔者参考以往工程经验，并结合该工程实际度，保证连续均衡施工。在需要保护的施工段，顶情况提出六条施工措施，以供参考。进速度不宜过快，适当放慢速度，减少保护对象下3．1顶管掘进机选取方受扰动土体范围，避免较长时间的搁置。顶管掘进设备对正面土体的变形和扰动影响(2)平衡处理出土量、顶进速度、顶进力三者较大。几种常用顶管机头性能比较见表2所列。