广州金土岩土工程技术有限公司

精品工程
北京新机场临空经济区永兴河北路综合管廊 9.1m×5.5m和7.0m×5.0m矩形顶管工程
来源: | 作者:pmo29a903 | 发布时间: 2020-03-06 | 46 次浏览 | 分享到:
项目介绍

广州金土岩土技术工程技术有限公司 
2019年6月 


一、工程概况
  北京新机场临空经济区市政交通配套工程永兴河北路(大广高速~磁大路)道路及综合管廊工程(五标段),位于北京市大兴区榆垡镇,工程包括道路工程、桥梁工程、综合管廊工程。综合管廊全长1.67公里,其中K0+414.300~K0+542.700段长度为128.4m的综合管廊段正交下穿大广高速道路。由于大广高速路车流量大,如采用传统的“明挖现浇”法施工,必将带来交通拥堵、工期拖延、环境污染等诸多问题,同时高速道路对地面沉降控制要求严格,采用浅埋暗挖法施工不能有效控制地面沉降,因此迫切需要采用“绿色、环保、安全”的矩形顶管施工技术。
  本次综合管廊顶管工程下穿大广高速路,是北京市首次采用矩形顶管工法施工的市政工程,对矩形顶管的推广应用具有重大的意义。
  本次顶管工程采用两台不同尺寸的多刀盘组合式土压平衡矩形顶管机分别掘进施工,双孔并排顶管布置,外尺寸分别为9.1m×5.5m和7.0m×5.0m,双孔净距1m,单线顶管长度128.4m,实际顶进长度129.0m,双线共顶进258.0m。管节为预制钢筋混凝土结构,单节管长为1.5m。工序上先顶进9.1m×5.5m管节,贯通后再顶进7.0m×5.0m管节。顶管段覆土深度约为5.9~10.3m,穿越地层主要为黏质粉土、粉细砂,局部位于粉质黏土层,设计纵坡为+0.2%。
  本工程建筑单位为北京新航城开发建设有限公司,施工总承包单位为中国建筑一局(集团)有限公司,专业分包单位为广州金土岩土工程技术有限公司。





地质条件

本工程顶管管顶覆土深度为5.98m~10.32m,从上至下地层情况:
表 2 -1 各地层参数一览表

序号

岩土名称

状态

1

黏质粉土-素填土①层

黄褐色,松散~稍密,稍湿~湿

2

黏质粉土②层

黄褐~褐黄色,中密~密实,局部稍密,湿。

3

粉细砂②1层

褐黄色,稍密~中密,稍湿~湿。

4

粉质黏土②2层

褐黄色,可塑,很湿,土质不均。

5

黏土②3层

褐黄色,可塑,很湿,土质不均。

6

砂质粉土②4层

褐黄色,中密~密实,湿。

7

黏质粉土③层

褐灰~黄灰色,中密~密实,湿。

8

粉细砂③1层

褐灰色,中密~密实,湿,砂质较纯。

9

粉质黏土④层

褐黄色,可塑,局部硬塑,很湿。

10

粉细砂④1层

褐黄色,中密~密实,饱和,砂质较纯。

11

黏质粉土④2层

褐黄色,密实,稍湿~湿。

顶管施工穿越地层为黏质粉土②层、粉细砂②1层、黏质粉土③层,局部位于粉质黏土②2层。
地下水分为两层地下水,分别为上层滞水(一)、潜水(二),上层滞水(一)初见水位埋深5.50~12.40m,潜水(二)初见水位埋深14.30~25.90m。潜水(二)近3~5年最高地下水位绝对标高在10.00~13.00m左右,拟建顶管标高位于潜水层以



三、顶管施工重难点及主要技术措施
3.1 大断面矩形顶管掘进施工
综合管廊矩形顶管断面尺寸为9.1m×5.5m和7m×5m,属于大断面顶管,施工时顶管机顶部易产生背土效应、顶管机头易发生栽头及扭转。采取措施如下:

编号

施工重难点

措施

(1)

背土效应

在顶管机顶部不间断注浆,有效阻隔壳体与土体的接触。

(2)

顶管机栽头

在洞门处进行土体加固,提高土体强度;在顶管始发时垫高机头5cm,使机头有向上的趋势;进洞时,将机头和后方管节采用拉杆连接;加大顶推力控制出土量小于掘
进量使掌子面前方土体对机头产生挤密作用。

(3)

顶管机扭转

顶进过程中通过顶管机自身的纠偏系统,勤观察监测仪和倾斜仪上的数据,做到随偏随纠,保证顶管机轴线与
设计轴线在同一条水平线上。

3.2 长距离矩形顶管顶进施工
综合管廊矩形顶管顶进长度是129.0m,为长距离矩形顶管,穿越土层为黏质粉土层,顶进过程中土体对顶管机和管节的摩阻力较大,采取措施如下:

编号

施工重难点

措施

(1)

顶进阻力大

管节外壁进行涂蜡处理,有效减小顶进过程中管周摩擦阻力。

(2)

顶进全程进行注浆减阻,以达到减少摩阻力的效果。

(3)

顶进过程中严控顶管机姿态及轴线。

(4)

合理控制顶进速度、合理安排管节安装的作业时间,保证顶
进施工连续均衡,避免较长时间的搁置。

3.3 顶进轴线精度控制
本工程为大断面长距离顶管,且穿越黏质粉土层,控制土舱压力平衡的难度加大,容易发生顶进轴线偏转。针对以上问题,采取的措施如下:


编号

施工重难点

措施

(1)

顶进轴线偏转

对机头掌子面前方不良土体进行改良。

(2)

严格控制出土速度及出土量,保证掌子面土压力平衡。

(3)

顶进过程中,通过调节主顶油缸及铰接油缸进行微纠偏。

(4)

顶进过程中勤测勤纠,以保证测量的精度,保证顶进轴线
姿态良好。

(5)

采用压注浓泥纠偏技术进行轴线纠偏。

(6)

严格控制土舱内土压力。

3.4 大断面矩形顶管下穿大广高速
顶管施工下穿大广高速,覆土厚度约5.98m~10.32m,顶管顶进过程中对地面变形要求较为严格。采取措施如下:

编号

施工重难点

措施

(1)

地面变形控制

设止退装置,在千斤顶缩回前进行止退固定,维持正面土压力平衡,避免开挖面失稳引起地面沉降。

(2)

在顶进轴线两侧各30m范围内设沉降监测点,加强监测。

(3)

对周边建(构)筑物、大广高速、地面、及顶管水平和竖向变形进行监测。

(4)

设置监测预警值,一般地段地面最大沉降量≤30mm,最大隆
起量≤10mm。如果监测值接近预警值时应及时采取控制顶进速度、注浆压力、注浆量及出土量等施工参数的措施。