矩形顶管施工技术在综合管廊施工中的应用

2021-12-02
运营部

1工程概况

南昌大桥西岸段治堵顶管工程位于赣江南大道西侧，下穿南斯友好路，始发井位于南斯友好路北侧，接收井位于南斯友好路南侧。受南昌大桥限制，贯通路段需下穿南昌大桥路基段由于施工期间正处于南昌举办世界VR大会，为了不中断交通拟采用箱涵顶进施工方案。

顶管施工技术已经在市政排水施工、机场航油管道和地下综合管廊中成功应用。本工程的始发井基坑长度为23.5m，宽度为16.1m，基坑深度约30m；接收井基坑长260m，宽度为160m，基坑深度约38m。顶管采用2孔外包，尺寸为6000mmx4300mm矩形顶管，内部净空尺寸为5000mm×3300mm，壁厚500mm，管节为整环结构，单节管长为1.5m，重约35t。采用强度C50混凝土预制，抗渗等级为P8单段顶管长30.5m，其中空推段16.5m，暗埋段24m。由于顶管需下穿填砂路基，而上覆砂层结构较薄（仅15m）且不稳定，极易在顶管施工过程中发生坍塌，预先采用水平高压旋喷桩进行加固，以降低施工风险。施工现场平面图如图1所示。

2大断面小间距矩形顶管施工

2.1始发井及接收井结构施工

（1）钻孔桩施工。钻孔桩规格为Φ1000mm，桩长74m单排设置，间距为1.2m，施工技术与管幕后靠加固桩相同。

（2）高压旋喷桩施工。为保证始发井结构施工过程中出现涌水、涌砂现象，相邻钻孔桩间设置三重管高压旋喷桩，单根旋喷桩有效桩径不小于50cm，桩长与钻孔桩一致。

（3）冠梁施工。冠梁断面尺寸为12m×1.6m，采用C30混凝土。因矩形顶管机顶推力过大，冠梁施工完成后，在北侧覆土并在表面浇筑不少于20cm厚素混凝土，防止雨水冲刷。

2.2管节预制、运输及堆放

顶管管节为整体式，采用钢模板现场预制，单个管节尺寸为宽57m，高5m，厚1.5m，底、顶板混凝土厚度05m，侧墙厚度045m，混凝土强度为c40，抗渗等级P6。

预制后的管节从工厂运输到顶管施工现场过程中，预制管节应承口朝下，安放在专门设计好的支架上，支架周围应当安放适量软性材料，同时，运输预制管节和支架的车斗需保证平稳，以保证运输中支架和预制管节不发生移动。

安放在软垫上的预制管节应按一定顺序排列，接头处还应根据相关规定，进行满足要求的防腐处理。同时，还要保证在防腐过程中，防腐材料不吸附尘土或沙粒等。

2.3顶进施工

洞门拆除后，应立即开始顶进机头，由于正面为全断面的水泥土，为保护刀盘，顶进速度应放慢。为避免出现螺旋机出土难的问题，可根据需要，在螺旋机周围添加清水来软化和润滑土体。顶管机进入土层时，应当把顶管机与靠前的三节管节连接的拉杄螺丝拉紧，并适当提高螺旋机掘进速度，从而降低由被掘进土层的扰动而引起的地面沉降。

2.4顶进轴线控制

预制矩形顶管顶进施工时，应重视顶进轴线的轨迹控制要求在毎一节矩形管节顶进土层后，应当测量螺旋机的姿态旦发现姿态不准，应当及时纠偏，纠偏量也不应太大，以免土体扰动过大。

2.5管节减摩

为保证管节的顺利顶进，需要减少管节周围土体与管节外壁间的摩擦力。通过在管节外壁压注配制好的触变泥浆，泥浆材料应满足在施工期间不失水、不凝固。

2.6接缝处理

待矩形顶管施工完成后，应当用密封膏填充矩形管节间的缝隙，待其完全固化前，进行必要的保护。填缝前，应先清理缝隙内部，保证管节内部的清洁和平整。

3监控量测

施工前已对顶管上部桥梁路面及周边土体的沉降、倾斜和裂缝等进行实时监测。从顶管施工开始到结束，上覆桥梁路面未发现明显沉降、裂缝情况，各沉降及位移值均未超过警戒值。

4结语

（1）顶管施工实现了不中断交通施工，有利于实现城市综合管廊装配化、工业化和绿色化。

（2）适当提高顶进速度，可以减少对正面土体的扰动及地面沉降。

（3）在管节外壁注入触变泥浆，可以有效减少顶进阻力和地表沉降，压浆配合比和压浆原则应根据实际情况决定。