經驗交流：土壓平衡式矩形頂管頂方法（一）
發布時間：2010-01-14 共2頁
摘要：土壓平衡式矩形頂管頂進工法是利用土壓平衡矩形頂管機完成矩形斷面的隧道施工,其結構斷面的合理性可減少土地征用量和掘進面積，降低工程造價。可用于建造地鐵車站、地鐵及水底隧道旁通道等。上海隧道股份有限公司通過完成斷面尺寸為2.5m×2.5m、長為60米的矩形隧道試驗,并于1999年4月在上海地鐵2號線陸家嘴車站5號出入口地下人行通道工程中成功應用, 取得了顯著的技術成果、經濟效益和社會效益。該技術成果獲2000年上海市科技進步二等獎。
關鍵詞：頂管 道路橋梁
1．特點
1.1利用土壓平衡矩形頂管機可對矩形斷面進行全斷面切削,保持土壓平衡，對周圍土體擾動小。
1.2在同等截面積下，矩形隧道比圓形隧道可更有效地利用空間，減少地下掘進土方。用于人行、車輛等的地下通道不需再進行地面鋪平工序，不僅省時而且可降低工程造價20%左右。
1.3不影響原有的各類地下管線，不影響道路交通、水運以及地面的各類建筑。施工時無噪音、無環境污染。
1.4通過可編邏輯程序控制器及各類傳感器等隨時監測施工狀況，確定施工參數，使整個施工過程處于受控狀態，從而有效控制矩形隧道頂進軸線、轉角偏差及地面沉降。
2．工作原理及適用范圍：
2.1工作原理：
整個控制系統以土壓平衡為工作原理，通過刀盤及仿形刀對正面土體的全斷面切削，改變螺旋機的旋轉速度及頂進速度來控制排土量，使土壓倉內的土壓力值穩定并控制在所設定的壓力值范圍內，從而達到開挖切削面的土體穩定。
2.2適用范圍：
本工法適用于在粘土、淤泥質粘土、粉質砂土及砂質粉土等地層中施工。特別適用于在不宜開挖的錯綜復雜的各類地下管線下進行矩形斷面的施工，保證地面建筑物不受損害。
3．施工工藝
3.1施工設備
3.1.1組合刀盤式土壓平衡頂管機，由上海隧道工程股份有限公司研制，并已在工程中得到應用。
主要由頂管機機頭、刀盤及仿形刀裝置、糾偏裝置、螺旋機、主頂裝置、動力裝置、壓漿系統、電氣控制系統及監測系統等組成。
3.1.2配套設備：
行車，拌漿系統，注漿泵，電焊機、空壓機等。
3.2施工順序:
3.2.1工作井清理、測量及軸線放樣。
3.2.2出洞口密封安裝及檢查，并進行出洞輔助技術措施如：井點降水或地基加固處理。
3.2.3井口行車、井上輔助設施的布置和安裝。
3.2.4頂管機就位。
3.2.5后座頂進裝置及井下輔助設施的布置和安裝。
3.2.6頂管機下井、就位。
3.2.7頂管機井下安裝、調試，作好開頂準備。
3.2.8頂管機開門出洞后開頂。
3.2.9砼管就位。
3.2.10頂管循環頂進。
4．施工要點
4.1出洞施工及密封
4.1.1對全套頂進設備作一次系統調試，應特別注意仿形刀在穿越加固層時的切削性能。在確定頂進設備運轉情況良好后，把機頭頂進洞圈內距加固層10cm左右。
4.1.2洞門密封圈的制作：為了防止泥漿從管節外壁和工作井之間的間隙中流出，而使水土流失造成地面沉降，同時影響觸變泥漿套的形成而降低減摩效果，在洞圈上預設阻漿密封裝置。
4.1.3機頭穿墻頂進：在拔除鋼封門后，應立即開始頂進機頭，由于正面為全斷面水泥土，為保護刀盤和仿形刀，頂進速度應適當減慢，使刀盤和仿形刀能對水泥土進行對矩形斷面徹底切削;另外由于此段土體過硬，螺旋機出土時可加適量清水來軟化和潤滑土體。
4.2觸變泥漿的應用
4.2.1為減少土體與管道間摩擦力，在管道外壁壓注觸變泥漿，在管道四周形成一圈泥漿套以達到減摩效果，在施工期間要求泥漿不失水，不沉淀，不固結。
