1、软土地区管幕法箱涵顶进施工技术作者：佚名来源：广东建设工程信息网发布时间：-1-13 10:42:13减小字体 增大字体 管幕法是运用顶管机建造大断面地下空间施工技术，是一种新型地下暗挖技术。其原理是以单根钢管顶进为基本，各钢管间依托锁口相连，并在锁口处注入止水剂，形成密封止水帏幕。采用管幕法时，由于开挖土体或者推动箱涵是在管幕保护下进行，因而，可以明显减少地面沉降和增长施工时开挖面稳定性，同步，由于管幕具备隔离地下水作用，故施工时无需减少地下水位。本文详细讨论了关于软土地区管幕法箱涵顶进施工技术以及箱涵推动施工技术。 一、管幕顶进施工技术 （一）顶管进出洞技术办法 1、土体加固 当在软弱土地2、区进行施工时，由于管幕段所处土层基本为流塑状土，含水量大，强度低，为保证管幕钢管进出洞时洞口稳定性及防水规定，避免软弱土体及地下水涌入工作井内，导致地表沉降，同步为增长始发井后靠土体稳定性，需要采用土体加固办法。土体加固规定为： （1）土体加固、改良后土体无侧限抗压强度需不不大于1.2MPa。但也不能太高，以免导致顶管顶进时顶力太大，影响顶进精度。 （2）加固范畴按3米考虑。加固过程中，应对地表进行跟踪监测，地表隆起应控制在20毫米以内。 2、顶管出洞技术办法 （1）出洞施工 在出洞施工之前，需要通过开观测孔等手段，确认加固后土体止水性达到设计规定，防止由于加固效果不良，导致洞口泥水涌入。若土3、层加固未达到设计规定，则需要进行二次加固解决，直到确认安全后，才可进行顶管出洞施工。 为防止掘进机出洞时发生磕头现象，可采用如下办法：调节后座主千斤顶合力中心，出洞时加密对掘进机偏差测量，一旦发既有下磕趋势，及时用后座千斤顶进行纠偏。 （2）洞口止水装置 在软粘土及淤泥质粘土地区，地下水也是管幕施工一大影响因素。对于高地下水位地区，为避免推动过程中涌水及涌砂现象，应尽量选用品有水密性推动机头，或在推动进行过程中进行止水灌浆。为有效地防止地下水、润滑泥浆流入工作井内，需要设立有效洞口止水构造。 3、顶管进洞技术办法 在机头将要达到接受井时，要精准测出机头姿态位置，尽量满足橡胶法兰与机头同心规定。4、在顶管结束后，顶管首节与尾节和井壁预埋钢环连接，并作密封解决。 （二）管幕渗漏防治 虽然在开挖前，管幕接口间压注过高分子浆液，但随着开挖进行，管幕接口依然也许渗漏。此时，依照渗漏点部位应分别采用办法： （1）渗漏点在已开挖部位：此时用电钻在连接口部位穿孔，直接压注油溶性聚氨酯。也可以采用钢板封堵后压注聚氨酯。 （2）渗漏点在开挖部位前方：派人乘小车进入钢管，在预定部位压注聚氨酯浆液。如果发生在侧壁且深度较大，视状况可以在地面振管注浆。值得指出是，为保护地面绿化，管幕以上土体不容许注任何浆液。 （三）触变泥浆减阻 顶进施工中，触变泥浆应用是减少顶进阻力重要办法。顶进时，通过顶管机铰接处及管节上预5、留注浆孔，向管道外壁压入一定量减阻泥浆，在管道四周外围形成一种泥浆套，减少管节外壁压入一定量减阻泥浆，从而减少顶进时顶力。泥浆套形成好坏，直接关系到减阻效果。 （四）钢管焊接 为提高焊接质量与焊接速度，可以采用管道自动焊接技术，以人工焊接为辅，自动焊接为主。 由于管幕钢管厚度较厚，管节头部设单面坡口，尾部不设坡口，这样管节顶进时不会减少受力面积，坡口采用45。 管节吊下井后，先进行拼接。拼接时，在前一节管节尾部烧焊几种“搭子”，通过在搭子中打入铁楔，可将后一节管节头部整形，使之与前一节尾部能相连接。拼接时，先后管节间应留12毫米空隙，利于烧焊牢固。 （五）管幕顶进后解决办法 （1）置换触变泥浆6、 当相邻两根钢管顶进结束后，进行触变泥浆置换。置换材料选用纯水泥浆，以便有足够连接强度。置换过程按顺序进行，通过回流孔将触变泥浆完全排入钢管内。置换时，需要严格控制水泥浆注浆压力和注浆量。 （2）钢管锁口止水解决 为了防止箱涵顶进时，不发生渗漏泥水现象，在触变泥浆置换完毕后，要运用预留注浆孔向锁口部位压注聚胺脂浆。同步，要预留足够跟踪注浆孔，以便在箱涵顶进过程中对局部渗漏点进行二次注浆。 （3）钢管混凝土填充 在箱涵顶进前，在管幕某些钢管内进行无收缩、免振捣混凝土填充，以加大管幕纵向刚度，和避免管幕局部浮现应力集中而屈服。 （4）钢管端部与工作井连接 浇注混凝土后，将钢管口部焊接封闭，再用钢板7、与持续墙预留钢板焊接，连为一体。 二、箱涵推动施工技术 在软弱粘土中进行大断面箱涵顶进施工，由于施工难度很大，可结合工程详细状况，采用管幕法箱涵顶进施工方案。 当前，国外应用较多大断面箱涵顶进施工工法重要有FJ工法和ESA工法。FJ工法通过钢绞线把两侧箱涵连接在一起，通过背面串芯油缸或者中继间千斤顶交替牵引两侧箱涵，或者设立反力壁安装钢绞线，箱涵一侧牵引推动；ESA工法则完全依托箱涵自身反力推动。 以上两种工法重要特点都是先挖土后推动，因而，前方土体必要加固以保持工作面稳定，同步，箱涵推动时需要开挖导坑，布设轨道；还需要很大场地来制作箱涵；但无需反力后背及反力架；箱涵分节推动，总推动力较小，减8、少千斤顶和钢绞线数量，可靠性较高。 国内应用较多是箱涵顶进工法，该工法工艺简朴，技术相对成熟，但是后靠土体需要加固，并且后靠构造容易失稳。当由于道路限制，不也许提供很大预制场合；同步限于工程造价，管幕内土体也不加固，因此导洞也无法施工。此时，箱涵有四种方案可供选取：推动工法、牵引工法、推拉结合工法和有中继间推动工法。 都市大型地下空间构造顶进施工法【摘要】本文提出了都市大型地下空间构造施工板、墙、柱顶进施工工法。同步指出该工法具备较好技术经济性和施工实用价值。井以地铁五号线灯市口车站主体构造施工为例，从施工办法、施工工序、以及工期和造价等方面简介了板、墙、柱顶进施工工法过程。 【核心词】顶进箱9、涵构造地下空间板、墙、柱工法 1引言 随着都市化进程急速加快，都市人口高度集中，交通量迅猛剧增，有限都市空间“负载累累”，都市环境问题日益严重。开发地下资源，建设地下工程，向地下要空间，已成为解决都市用地严重局限性一种发展趋势。某些专家曾预言，21世纪将是地下空间大发展世纪。尽管人们已结识到超前规划，合理开发地下空间资源非常重要，但受近期经济发展制约，地下工程总是一方面从都市繁华地区或地段开始建设。因而，开发都市地下工程暗作施工技术是加快地下工程建设重要途径之一，也是咱们土木工程建设者个重要任务。当前暗作施工法普通有矿山法、顶管法、盾构法等等，但按每个工程项目所在地区与特点又派生出浅埋暗挖法、10、PBA法、钻爆顶管复合隧道施工法、盖挖法等各具特色施工办法。随着都市地下空间深度开发，为有效运用地下空间资源，大深度、大断面地下工程不断被设计人员所采用，并成为一种发展趋势。对于大型地下空间施工而言，采用上述单一工法，技术上或经济上总有一定局限性，应研究在既有技术水平基本上，通过技术扩展，可进行大型或超大型地下空间施工办法。 日本是开发地下空间较超前国家之一，在20世纪80年代末期，仅地下商业街使用面积就已超过82万平方米，地下工程施工技术相称发达。20世纪90年代，笔者在日就职期间参加过采用“管棚法”技术施工大断面隧道施工管理(该隧道开挖面积约90平方米，长度近100m）。此外，还跟随原在日11、本国铁研究所工作过知名盾构专家植野老先生(现已去世)，共同研究过运用小型矩形盾构施工大型地下空间施工技术。此项技术现经日本其她公司研究和开发，已应用到实际工程中。如东京高速川崎纵横线KJ125工区(B，C)通风道即采用该工法(Multi-MicroShieldTunnel简称MMST工法)施工。其过程可简述为采用纵横各一台小型矩型多刀盘盾构机，先施工通风道框架构造，再挖弃通风道框架构造内土体，最后完毕通风道施工。小型矩型多刀盘盾构机刀盘外形和“MMST工法”施工顺序示意图如下。 采用“MMST工法”可施工超大型地下空间建筑，是大型地下工程暗作施工个好工法，特别是节点解决技术构思极为巧妙。但是该12、工法设备投入过多，施工占地面积大，并且地下空间构造断面局限性够大时，经济性不抱负，因而当前在国内较难推广。 笔者由日本回国后，始终没有放弃对都市地铁车站、地下存车场、地下商场以及地下影剧院等大型地下空间暗作施工工法研究。一种具备生命力地下空间构造暗作施工工法，必要是技术超前可行，施工安全可靠，经济符合国情。针对北京地铁五号线和四号线均位于都市繁华地区，掘胭难，地面交通和商业活动干扰严重，而车站(隧道也如此)埋深不大，地下水位较低等特点，笔者提出车站暗作施工板、墙、柱顶进施工工法设想。以为采用此工法施工地铁车站有较好技术经济性，符合国内国情。 2板、墙、柱顶进施工工法概要 21板、墙、柱顶进施工13、工法概述及工法特点 板、墙、柱顶进工法吸取了“管棚法”和日本“MMST工法”原理及节点解决技术，运用“顶管技术”施工设备小巧灵活，操作简便特点，同步引入地面建筑物构造受力体系某些概念与技术，拓宽了暗作法施工地下空间构造范畴。此外，采用钢筋混凝土预制构件作为围护构造，大大提高了地下工程施工质量。本工法基本原理和做法是：采用顶进施工技术水平顶进顶板箱涵，构成顶板初期构造，进而在水平箱涵内垂直向下顶进箱涵(即边墙和中柱)，然后按梁板(井字梁)构造体系完毕钢筋混凝土顶板构造施工。顶板和边墙、中柱均为刚结，共同构成空间构造受力体系。在此构造体系支护下，挖弃构造内部土休和按内某些隔空间规定进行混凝土构造施14、工。顶进箱涵采用节点解决技术施工(涉及顶板与边墙构造)后形成空间构造体系，在设计上考虑其可以承受初期和永久荷载，因而不需要在开挖土体之后再在边墙内侧及顶板底部施做内衬。奉工法具备如下特点： (1)构造体系受力明确，体系转换简朴； (2)所有顶进施工和开挖土体均在完整构造保护下进行，故施工安全可靠； (3)工程质量易于控制，构造可靠性大大提高； (4)可避免对地面交通干扰和减少对周边环境影响； (5)虽然最后完毕地下空间构造断面较大，但由于采用小断面顶进施工，地面沉降值较小； (6)施工设备投入较少，同步几乎没有废弃物，具备较好技术经济性； (7) (6)施工设备投入较少，同步几乎没有废弃物，具15、备较好技术经济性； (7)适合构造长度不不不大于300m、构造埋深不超过30m多层多跨地下工程施工。 22本工法所合用构造体系 如前所述，奉工法合用于多层多跨框架构造体系施工，其普通构造体系见图7、图8。 23本工法应用于实际工程基本条件 本工法是在下列几种基本问题均得到较好解决基本之上提出，可在实际工程中应用，并在实际施工中不断完善和提高。 (1)整个空间框架构造体系构造可靠性(含顶皈构造、墙体构造以及中柱构造)得到确认； (2)工程构造防水陛能满足设计规定； (3)施工操作可行，即便于施工，施工效率高； (4)有较好经济效益； (5)施工工期合理。3 工程举例 为阐明本工法技术特点，现以北16、京市地铁五号线灯市口站车站主体构造施工为例，将本工法应用地铁暗挖车站施工过程简介于后。31 工程基本参数设定 灯市口站位于北京市东四南大街中部，是北京有名商业繁华地区之一。车站原设计为明挖法施工，后因商业、交通以及拆迁等因素，改为暗挖法施工。依照地铁五号线可行性研究报告，车站基本参数设定如下：车站为岛式双层双跨框架构造，长180m，宽20m，建筑面积为7 200平方米。共设有4个出人口，2个通风道。平面布置与构造形式见图9、图10。 如车站构造示意图所示，地层分布由地面向下依次为杂填土、粉质粘土、中细砂、砂卵石。进 步查资料可知地下水位大体位于轨顶以上12m，无承压水。32，车站主体构造施工顺17、序及施工网络图321 车站主体构造施工平面图 运用4个出人口作为工作竖井，先施工顶进水平导洞，运用导洞水平双向顶进顶板箱涵，然后在箱涵内垂直顶进边墙和中柱，同步在顶板箱涵内施工钢筋混凝土梁板构造(井字粱)，最后逆作首层楼板和底板混凝土构造。车站主体构造施工平面布置见图11。 灯市口车站主体构造板、墙、柱顶进施工工序示意图见图13。324 施工网络图 灯市口车站主体构造施工工期为18个月，详见地铁五号线灯市口车站主体构造施工网络图，见图14。325施工工力筹划 施工总工力为33650工，详见工力需求筹划图，见图15。33 重要工序施工办法及简要阐明331工作竖井施工 选取车站出入口作为工作竖井，18、可最大限度减少地面拆迁和对路面交通、商业干扰。同步竖井作为顶进顶板箱涵水平导洞施工和出土之用，竖井深度不超过60m即可满足规定。竖井施工办法为当前北京惯用钢格栅喷射混凝土逆作法。332水平导洞施工 水平导洞作为水平顶进顶板箱涵之用，必要满足顶进箱涵需要(涉及空间尺寸、构造受力等)。因而在考虑采用钢架喷射混凝土支护构造同步，辅以“管棚法”增强构造承溯自力。水平钢管棚施工采用水平定向钻技术，管径为159。333顶板箱涵水平顶进 顶板箱涵作为车站主体顶扳构造，规定满足如下4个条件： (1)顶板最后构造既能承担施工荷载，又能承担永久荷载； (2)便于顶板钢筋混凝土井字梁施工； (3)箱涵涵体之间通过节19、点解决之后，可保证顶扳不渗不漏，满足防水规定； (4)钢箱涵内空间足够垂直顶进边墙和中柱之用。本工法采用特为地下空间构造体顶进使用专用顶进设备系统。该系统除设备紧凑，占用空间小之外，对涵体制导及顶进涵体空间互相连接均有特殊考虑和设计。顶板箱涵除边箱涵与中箱涵为钢构造外，别的箱涵均采用钢筋混凝土构造。箱涵纵向接口采用钢承口(即F型)接口形式。334 垂直顶进边墙箱涵和中柱 边墙箱涵与中柱均在水平钢箱涵内部垂直向下顶进。由于地下水位较低，车站构造仅有不到3m深度位于地下水位之下，故采用涵体内部降水办法，随出土随降水。边墙构造与顶板同样规定必要不漏不渗，但其防水设计及施工要比顶板容易得多。边墙和中柱20、纵向接口也采用钢承口接口形式。 335 首层楼板和底层底板混凝土施工 首层楼板和底层底板混凝土施工皆为普通钢筋混凝土施工，技术上没有难点，仅需在与箱涵体预留口连接时加以留意即可。336土体开挖 土体开发 由于土体开挖均在混凝土框架构造内部进行，给开挖土体提供了很大自由度。实际施工时可依照施工组织需要，安排人工开挖或机械开挖均可。34 车站主体构造工程造价估算 经测算，灯市口车站主体构造土建总费用为5147万元，折合每延米造价286万元。板、墙、柱顶进施工工法实用价值 随着居住人口急剧膨胀，为满足都市居民生活与工作需要，除了轨道交通以外，北京还规划了大量各种用途地下工程。如“王府井”地区地下空间21、开发规划，已进行到设计阶段。其单项工程构造单元普通空间断面较大，且长度不不不大于200m，因而特别适当采用本工法施工。此外，为最大限度地运用大型商业大厦客流资源，某些有商业头脑公司家已正在策划或正在实行运用商业大厦地下空间作为汽车专卖城。如西单明珠大厦已完毕地下构造土建改造并正在招商，可望近期正式营业。此类型大空间地下工程也比较适合采用本工法施工。可以预测，板、墙、柱顶进施工法将在如下施工领域得到广泛应用：(1)地铁车站；(2)地下交通枢纽；(3)地下存车场；(4)地下综合管廊；(5)地下商业城；(6)地下文化娱乐城；(7)地下人防工程；(8)地下物流中心。 对于都市大断面地下工程暗作施工，板22、墙、柱顶进施工法提出，为地下工程技术人员增长了一种新途径。板、墙、柱顶进施工工法特点是采用小断面隧道施做大断面地下空间承载构造体，通过节点解决等技术，将其组合成稳定地下空间构造支护体系，并在此支护体系下开挖构造内土体，最后形成完整可供使用工程构造。该工法对于都市繁华地区地下工程施工有较强实用价值，必将与其她都市暗作施工法在各自适当范畴内得到应用和发展。参照文献【1】乐贵平等，钻爆. 顶管复合法隧道施工技术市政技术（4）【2】徐干成等地下工程支护构造北京：中华人民共和国水利出版杜【3】松本嘉司等.隧道设计理论(日文版)日本共立出版株式会社【4】地下工程施工技术(日文版)日本土质工学会编，1994【5】日本土木学会MMST工法技术资料(日文版)，1995【6】陈立道等.都市地下空间规划理论与实践上海；同济大学出版社，1997【7】童林旭 地下汽车库建筑设汁.北京：中华人民共和国建筑出版社，1996【8】李相然等.都市地下工程实用技术.北京：中华人民共和国建材工业出版社，【9】惠丽萍等.PBA-一种新大型地下空间暗挖施工办法，中华人民共和国土木工程学会隧道与地下工程学会地十四届学术交流会论文集，北京：中华人民共和国科学出版社，