广州金土岩土工程技术有限公司

精品工程
台州综合管廊过永宁河段矩形顶管工程 项目介绍
来源: | 作者:pmo29a903 | 发布时间: 2020-03-06 | 49 次浏览 | 分享到:

广州金土岩土技术工程技术有限公司
2019年8月


  1. 工程概况

  台州综合管廊过永宁河矩形顶管工程,位于台州市台州大道与永宁河交叉口南侧。管廊施工需穿越宽38m的永宁河,永宁河位于台州市区的轴心位置,串联两大平原水库以及多条河流和多处重要山体,既是台州市“山水格局”的中心轴线和心脉所在,又是台州市打造“山水城市”的重要载体和轴线。该段管廊如采用传统的“明挖现浇”法施工,需进行围堰造成河流断流、工期拖延等问题,严重破坏了台州市的河流景观和山水城市风貌,因此迫切需要采用“绿色、安全、环保”的矩形顶管施工技术。
  本次管廊顶管设计断面尺寸为6m×4.3m,净空尺寸为5m×3.3m,壁厚0.5m,管节为整环预制钢筋混凝土结构,单节管长为1.5m,重约35t。顶管顶进长度89米,覆土深度为9.15m,下穿永宁河段覆土深度约4.09m,穿越地层主要为淤泥层、淤泥质粉质黏土层。设计纵断面线形指标为直线。
  顶管始发井和接收井均采用沉井式结构,沉井井壁采用阶梯式,结构壁厚由上至下0.7~1.1m不等。由于场地地质条件较差,需对始发井及接收井四周、洞门进行土体加固,起到提高土体强度和止水挡土的作用。井四周加固形式采用双排φ700@500双重高压旋喷桩施工,加固深度为18m;洞门处加固形式采用8排φ700@500双重高压旋喷桩施工,加固深度为18m,且在洞门端密插一排500×250×10×20型钢防止洞门凿除时发生涌水涌砂。顶管始发井后靠背加固形式采用6排φ700@500双重高压旋喷桩施工,格栅式布置,加固深度为18m。

表1-1 矩形顶管管节参数一览表

断面尺寸(宽×高)

6.0m×4.3m

净空尺寸(宽×高)

5m×3.3m

管节壁厚

0.5

单节长度(m)

1.5

管节重量(t/节)

35

管节总数量(节)

60

混凝土强度及抗渗等级

C50 / P8

管节接口形式

“F”型承插式

表1-2 顶管工作井沉井参数一览表  


井类型

外形尺寸(宽×长)(m)

净孔尺寸(宽×长)(m)

井壁深度(m)

刃脚深度(m)

井总深度(m)

浇筑次数

始发井

12.4×11.6

10.2×9.4

14.55

4

18.55

四次浇筑四次下沉

接收井

12.4×11.6

10.2×9.4

14.65

3.95

18.60

四次浇筑四次下沉















  1. 地质条件

本工程顶管覆土深度为4.09m~9.15m,工程施工段从上至下地层情况如下:
各土层物理力学参数指标一览表  表2-1

层号

土层名称

地基允许承载力fak(KPa)

沉井外壁摩阻力(KPa)

重度

粘聚力

内摩擦角

(r)KN/m3

(KPa)

Φ(°)

①-0

杂填土

/

/

 

 

 

①-1

黏土

80

18

18.1

30.4

14.3

②-2

淤泥

50

10

16.5

10.7

8.9

②-3

淤泥质粉质粘土

55

11

17.6

14.6

12.5

④-1

黏土

140

25

18.9

51.2

16.6

顶管施工穿越的地层主要为②-2淤泥、②-3淤泥质粉质粘土。稳定水位标高为0.7~1.16m。


三、顶管施工重难点及主要技术措施
3.1顶进段地质条件差

施工重难点

措施

顶管机“磕头”

对洞口土体进行加固处理。

顶管机始发时应使机头偏上一定角度。

将顶管机与后面3~5节管节采用型钢焊接连成一整体。

管节下沉

所有管节采用槽钢进行刚性连接。

通过注浆改良土体,改善不良土体的流塑性,提高土体承载力。

加长始发端与接收端洞门口加固范围。














本工程顶管穿越地层为淤泥、局部淤泥质粉质黏土,地基承载能力差,始发时容易发生顶管机机头栽头及顶进过程中管节下沉。应采取如下解决措施:

3.2顶管姿态控制
本工程为长距离大断面矩形顶管,顶管施工穿越淤泥层,该层土较软弱,受扰动后易发生变形或滑移,承载力差,顶管姿态控制困难。采取措施如下:

施工重难点

措施

姿态控制

对机头掌子面前方不良土体进行改良。

严格控制出土量,保证掌子面土压力平衡。

顶进过程中,通过调节主顶油缸及铰接油缸进行微纠偏。

应勤测勤纠,偏差较大时,应遵循连续小角度纠偏原则。

3.3综合管廊顶管下穿永宁河

顶管施工下穿河宽约38m的永宁河,最浅覆土厚度仅4.09m,且地下水丰富,顶进施工难度较大。此外,过河段浅覆土顶管施工过程中可能发生管节上浮及顶管完成后管节不均匀沉降的现象。采取措施如下:

施工重难点

措施

渗水及接收井涌水涌砂的风险、管节上浮

加强挖掘面土体改良,形成良性土体,确保正面土体稳定。

严格控制出土量。

对河堤及河岸进行监测,根据监测数据及时采取相应措施。

在距离河道前20m设置试验段,进行顶进参数调整和土体改良试验,确保顶管机以最佳的状态顺利穿越过河段。

不均匀沉降

顶管完成后注水泥浆置换触变泥浆来固结通道和采用槽钢进行刚性连接,使管廊管节通道连成整体。


四、施工现场