頂管近距離穿越運(yùn)營中地鐵隧道施工技術(shù)

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1、.頂管近距離穿越運(yùn)營中地鐵隧道的施工技術(shù)摘　要:電力電纜頂管隧道施工須穿越運(yùn)營中的地鐵上方,需采取嚴(yán)格的施工控制措施,控制地鐵隧道的變形,限制施工對(duì)地鐵隧道上方的土體產(chǎn)生擾動(dòng),工程采用了周密的泥漿套穩(wěn)定控制技術(shù)、軸線控制技術(shù)等多項(xiàng)技措,很好地控制了地鐵的隧道變形;施工中應(yīng)用MARC軟件建立了電力電纜頂管隧道穿越地鐵隧道的三維數(shù)值計(jì)算模型。施工結(jié)束后,實(shí)測數(shù)據(jù)與模型計(jì)算值較吻合,為今后此類施工提供了借鑒。關(guān)鍵詞:電力電纜頂管隧道;穿越;地鐵隧道;施工技術(shù)?1工程概況及施工特點(diǎn)1.1工程概況????西藏路電力頂管隧道工程采用三維曲線頂管法施工,管道內(nèi)徑2.7m,外徑3.2m。電力

2、隧道全長約3.03km,北起新疆路,南至復(fù)興中路。其中4號(hào)頂管工作井位于西藏中路、九江路路口,3號(hào)工作井位于西藏中路、新閘路路口,4~3區(qū)間設(shè)計(jì)長度576m,在距4號(hào)工作井(頂管始發(fā)井)約108m處,電力頂管隧道從運(yùn)行中的地鐵2號(hào)線隧道上方穿越,整個(gè)穿越2號(hào)線上行、下行線隧道的總投影長度約25.0m,電力頂管隧道與地鐵隧道之間的凈距離約1.5m,影響投影寬度為3.3m,電力隧道設(shè)計(jì)中心線與地鐵2號(hào)線間所夾銳角約為75°。電力隧道與地鐵2號(hào)線間相對(duì)位置見圖1所示。1.2施工特點(diǎn)..?????(1)運(yùn)行中的地鐵2號(hào)線隧道保護(hù)要求非常高,其長期變形控制值為:累計(jì)豎向沉降(隆起)小于

3、±2mm;隧道橫向變形小于±2mm;變形速率小于0.2mm/h。?????(2)頂管從地鐵隧道上方穿越,凈距僅1.5m,且穿越距離較長,影響范圍較大。?????(3)類似的穿越施工中,多數(shù)采用的是盾構(gòu)法施工,即機(jī)頭穿越并完成管片拼裝后,后續(xù)施工對(duì)被穿越隧道擾動(dòng)少,但本工程采用頂管法施工,機(jī)頭穿越后,由于整個(gè)管道仍然在移動(dòng),擾動(dòng)要持續(xù)到整個(gè)區(qū)間貫通為止。?????(4)頂管穿越土層土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,土質(zhì)較差,并且在電力隧道頂進(jìn)穿越前,南京東路—西藏中路下沉式廣場已施工,該工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工和開挖施工已經(jīng)對(duì)地鐵2號(hào)線上方的土體產(chǎn)生了擾動(dòng),本工程施工屬于二次擾動(dòng),土體各項(xiàng)指標(biāo)變

4、化較大,更容易對(duì)地鐵隧道的穩(wěn)定產(chǎn)生破壞。2關(guān)鍵施工技術(shù)措施2.1選用大刀盤泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)?????國內(nèi)外大量的工程實(shí)踐證明大刀盤泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)對(duì)地表的沉降控制精度最高、效果最好[1,2]。本次施工選用的是面板式2.7m大刀盤泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī),被切削的土體從主切削刀刃的縫隙中進(jìn)入泥水艙,泥水艙內(nèi)土體在刀盤后的攪拌棒和泥水的共同作用下破碎成為泥漿,通過控制泥水艙的泥水壓力和泥漿比重來平衡開挖面的水土壓力,使開挖面始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。面板式大刀盤切削刀的設(shè)計(jì)和布置還參考了日本有關(guān)掘進(jìn)機(jī)的形式,滿足最佳的切削效果,同時(shí)使得進(jìn)泥流暢,對(duì)開挖面的擾動(dòng)又最小,使開挖面處于最佳的平

5、衡狀態(tài),機(jī)頭正面土體產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力大為減小,切削面以外土體的擾動(dòng)相應(yīng)減小。2.2觸變泥漿壓漿控制技術(shù)?????在頂管管節(jié)外壁與土層之間形成良好性能的觸變泥漿套,不僅可使頂進(jìn)阻力成倍的下降,而且對(duì)控制地表沉降、減少土體的擾動(dòng)有很好效果。因此,在實(shí)施穿越時(shí),為了確保完整泥漿套的形成,嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量并選用優(yōu)質(zhì)膨潤土,并根據(jù)穿越前100m的頂進(jìn)情況,不斷優(yōu)化泥漿配比,以確定泥漿配比為:膨潤土∶CMC∶純堿=1000∶60∶8(重量比,下同);膨潤土∶水=1∶6。在控制好泥漿配比的同時(shí),控制泥漿拌制質(zhì)量;拌制好的泥漿靜置24h后,要求漏斗粘度時(shí)間大于26s,并使用前再次攪拌。其次,在

6、壓漿時(shí)還著重控制以下4個(gè)方面:?????(1)出洞口的止水裝置要確保不滲漏,管節(jié)接口和中繼間的密封性能良好,是形成泥漿套的先決條件;?????(2)從出洞口開始?jí)簼{,出洞口的壓漿可以避免管子進(jìn)入土體后被握裹,進(jìn)而引起“背土”的惡果;管道在“背土”條件下的運(yùn)動(dòng)將對(duì)土體產(chǎn)生很大的擾動(dòng);?????(3)機(jī)尾的同步壓漿,使泥漿套隨機(jī)頭不斷延伸,若不及時(shí)壓漿,機(jī)殼外面也很容易產(chǎn)生背土現(xiàn)象,尤其是在穿越地鐵隧道階段,確保機(jī)尾處泥漿套形成對(duì)減少土體擾動(dòng)非常重要;?????(4)對(duì)管道沿線定時(shí)補(bǔ)漿,不斷彌補(bǔ)漿液向土層的滲透量,在穿越過地鐵隧道后的后續(xù)頂進(jìn)中,不斷地補(bǔ)漿有助于減少管道前移時(shí)對(duì)地

7、鐵隧道上方土體的摩擦擾動(dòng)。2.3測量和軸線控制技術(shù)..?????確保穿越段頂管姿態(tài)的關(guān)鍵在于控制好頂進(jìn)軸線。在進(jìn)入穿越段前30m,頂進(jìn)測量的頻率提高到1次/m,并每頂進(jìn)15m就進(jìn)行一次頂進(jìn)軸線復(fù)核,確保頂管機(jī)頭在進(jìn)入穿越段之前處于準(zhǔn)確的姿態(tài),軸線偏差控制在10mm以內(nèi)。?????進(jìn)入穿越段后,每頂進(jìn)50cm測量一次頂管姿態(tài),做到勤推、勤測、勤糾。避免因?yàn)檩S線出現(xiàn)過大偏差而進(jìn)行強(qiáng)制糾偏,從而將對(duì)管體外土體的擾動(dòng)減少到最小。2.4合理制定主要施工參數(shù)?????據(jù)同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)及研究成果可知,頂管施工中對(duì)