地铁出入口矩形顶管过街通道施工技术总结

地铁出入口矩形顶管过街通道施工技术总结

高楠 胡立群

无锡地铁建设有限责任公司

摘要：黄巷站是无锡地铁4号线一期工程由北向南的第三座车站。车站位于中山路与凤翔路交叉口，沿凤翔路敷设，呈南北走向。该车站总共设置3个出入口2组风亭。其中1号出入口位于凤翔小游园，设计通道长度42m，横跨凤翔高架及凤翔路，采用矩形顶管施工工艺。

关键词：地铁施工；矩形顶管；施工工艺

引言

矩形顶管过街通道设计长度42m，覆土厚度4.05m。顶管外径尺寸为7000*4300mm，内径为6000*3300mm，壁厚500mm。始发井设置在凤翔路以西，原凤翔小游园内。接收井位于原车站主体结构中板位置，该过街通道横跨凤翔高架及凤翔路，采用矩形顶管进行施工。

用电分析

始发井场地用电提供一台630kVA的变压器，通过墙上挂线引至始发井场地内；接收井场地用电需要从始发井下井敷设到接收井供电，确保顶管施工正常用电。

顶管施工现场配电一、二、三级配电箱，用电设备分组启动，采用变频调速，满足使用。

通道内照明及小动力用电设备由箱变供电，供电方式为三相五线制，通道照明采用防水型日光灯，灯距为5m，安装在顶管两侧。

顶管施工阶段用电负荷估算：

本工程使用的顶管机为六刀盘顶管机，每个刀盘由3台30kW电动机，通过行星减速器及齿轮箱组成的驱动装置（注：共3×30×6＝540kW）。

另外，在中下刀盘驱动装置的两侧胸板上分别装有1台螺旋输送机，每台螺旋输送机配备一台37kW电动机，共两台（共2×37kW＝74kW）。

施工重难点

本次矩形顶管穿越快速内环线高架及地面凤翔路，距离高架基础最近的一侧距离为9.55m。地面车流量大，安全管控要求高，就如何控制顶管施工，实现地面零沉降，高架零扰动是本次施工的重难点之一。

1、加强施工监测

沉降监测点的布设分为三级布设。按等级次序分为：基准点（或控制点）、工作基准点、工作点（监测点）。监测点直接用于变形观测，工作基准点则作为工作区域内的基准，基准点用于检验工作基准点在观测时期内的稳定性。

在高架桥墩基础一周安放8个L型沉降观测钉（每个面2个，共4个面）。地表合理布置沉降点。

顶管施工监测频率2次/天，当监测数据累计值或变化速率较大时，需加大测量频率；及时对比分析监测数据，指导顶进施工。当地面出现沉降，合理提高顶进速度，降低出土量，以提高掌子面土压力。当地面出现隆起，合理降低顶进速度，增加出土量，以减小掌子面土压力。

2、加强施工控制措施

（1）穿越高架前的措施

①在始发进入非加固土层时，快速及时掌握各种顶进的参数（土压力、出土量、后顶力等），为穿越快速内环线做准备。

② 顶进过程中根据之前掌握的施工参数，在穿越高架过程中，严格按照掌握的施工参数进行施工。保证前方土体的稳定（即不超挖、欠挖）。

（2）穿越高架中的措施

顶管顶进过程中，在管片外注入触变泥浆，减小顶进摩擦阻力。为了达到理想顶管机及管片注浆效果，掘进机头部配置8个注浆口，管片处配置10个补浆孔进行补浆减阻（考虑施工中设备及人员的操作方便，原管片中间底部设计的一个补浆孔取消）。顶进过程中及时有效的跟踪压浆，补压浆的次数和压浆量应根据施工时的具体情况来确定，以到达减小摩擦阻力、减小对周围土层的影响效果。

3）穿越高架后的措施

① 泥垫装置填充

在本次矩形顶管设备中增设四个泥垫装置（即注泥孔），在施工过程中遇水土流失时，注入粘性土，起到填充作用，保护地面土层，防止地表沉降过大。

根据地面监测数据，对地面沉降位置进行分析，例如：沉降为2cm，沉降面积为2m2，理论上此处该补注0.04m3粘土，在对应沉降较大位置安装2寸阀门并接上对应注泥管路，定量定点注入2倍泥浆量（考虑到泥浆被注入后，部分泥浆水分的缺失，故加倍注入量，即0.08m3），达到控制沉降的效果。

进出洞安全

顶管进出洞是顶管施工中安全风险最大的环节，常会因为进出洞过程中定位不准确、方向控制不好，或者进、出洞加固质量效果差、洞门密封失效等，导致进出洞时出现坍塌、突泥、涌水等安全隐患，严重影响施工安全。就如何控制顶管进出洞施工安全是本工程重难点之一。

特针对上述风险，本工程采取以下几种方式，确保顶管进出洞施工安全。

1、始发端与接收端土层加固；

2、降水施工；

3、增设水平探孔；

4、增加洞门密封装置；