地铁工程施工咬合大管棚施工工法

1、PAGE PAGE 13地铁工程施工咬合大管棚施工工法一、前言地铁作为城城市交通通工具在在国内外外已广泛泛采用，我我国的北北京、上上海、广广州等城城市已有有地铁投投入运营营，并且且尚有大大量地铁铁工程正正在修建建，其中中采用暗暗挖法修修建的大大断面地地铁工程程不仅结结构形式式多种多多样，施施工的辅辅助措施施也不尽尽相同。“咬合大大管棚施施工工法法”是中铁铁隧道集集团在北北京地铁铁五号线线崇文门门车站近近距离大大跨下穿穿北京地地铁既有有环线区区间隧道道创造性性应用的的一种新新颖的施施工方法法。该工工法控制制地层变变形效果果显著，施施工工艺艺先进，地地层适应应性强，具具有显著著的社会会、经济济效益

2、。二、工法特特点1、咬合大大管棚施施工采用用液压顶顶进系统统，螺旋旋钻管内内出土，根根据沉降降控制标标准和地地层情况况，可以以调整钻钻头与钢钢管的相相对位置置，做到到超前成成孔或滞滞后出土土，钻头头超前时时可以通通过扩孔孔刀片进进行扩孔孔操作。2、采用干干取土作作业方式式，避免免带水成成孔施工工方法自自身操作作对地层层的严重重扰动，可可以更可可靠、更更有效地地控制地地层变形形。3、咬合大大管棚施施工通过过大管棚棚之间的的咬合作作用，能能够防止止管棚上上方土体体的流失失变形，同同时增强强管棚的的整体刚刚度和定定位的准准确性。4、可以附附带注浆浆管同时时安装就就位，随随时进行行定位注注浆作业业，确

3、保保对地面面的影响响更小，从从而达到到更高的的控制标标准。三、适用范范围本工法适用用于下穿穿构筑物物，构筑筑物变形形控制严严格，地地层构造造复杂，开开挖跨度度较大的的暗挖施施工。四、工法原原理及关关键技术术1、水平液液压顶进进螺旋钻钻出土施施工大管棚施工工系统由由支架、液液压顶进进系统和和液压螺螺旋钻系系统三部部分组成成，在施施工过程程中管棚棚和螺旋旋钻系统统由同一一套顶进进系统同同步顶进进，位置置相对稳稳定。通通过调节节机头框框架可以以调节螺螺旋钻头头与管棚棚的相对对位置，钻钻头的超超前、超超前距离离、超前前是否扩扩孔以及及钻头滞滞后对地地层的扰扰动变形形和施工工进度影影响很大大，在施施工中

4、根根据需要要进行控控制和调调整。施工原理示示意图见见图1。图1 水平液液压顶进进螺旋出出土顶管管施工原原理示意意图2、大管棚棚的咬合合工艺大管棚咬合合设置根根据施工工工艺和和施工需需要进行行设计，在在施工中中采用槽槽钢和工工字钢作作为咬合合体系，可可以使大大管棚在在施工和和布设形形式上有有一定的的调节空空间，增增强了大大管棚施施工的适适应性。大管棚的咬咬合体系系见图2。图2 大大管棚咬咬合体系系示意图图3、大管棚棚跟踪注注浆施工工在大管棚的的顶进过过程中，为为了避免免相临管管棚施工工或大管管棚全部部到位后后引起地地层扰动动范围的的扩大而而引起地地层的较较大沉降降，在管管棚施工工过程中中适时进进

5、行跟踪踪注浆，补补偿地层层的松散散变形，能能够更加加有效的的控制地地层的扰扰动变形形。跟踪踪注浆采采用袖阀阀式注浆浆管，注注浆管固固定在管管棚钢管管上，与与管棚同同步到位位。跟踪注浆管管布置见见图3。图3 跟跟踪注浆浆管布置置示意图图4、施工监监控量测测与分析析在大管棚施施工过程程中，除除了常规规的监控控量测项项目外，重重点对既既有线结结构及轨轨道的变变形进行行了24小时不不间断远远程监控控量测，及及时反馈馈和分析析信息，指指导施工工生产，为为修正设设计、完完善或变变更施工工方法提提供科学学依据，保保证施工工安全、既既有线结结构和运运营的安安全。五、工艺流流程及施施工要点点1、施工工工艺流程程

6、施工准备 测量放放线 设备就就位 钢管就就位 顶进施施工 跟踪注注浆 下根钢钢管施工工（下一一循环）2、施工要要点施工准备备大管棚施工工准备工工作主要要包括钢钢管的加加工、顶顶管工作作室的施施工、顶顶管后背背支撑墙墙的施工工三项内内容。大管棚钢管管设计参参数为600直径，壁壁厚166mm，管管长366m。由由于钢管管为非标标准钢管管，同时时考虑地地下施工工和运输输的原因因，钢管管采用钢钢板滚压压焊接而而成，加加工长度度为每节节6m，顶管管施工时时焊接为为每节112m，每每根管棚棚需要3节12mm钢管组组成。顶管工作室室综合考考虑施工工设备、吊吊装运输输、施工工精度控控制和施施工现场场条件等等各

7、种因因素后，工工作室长长度为116m，高高度根据据结构设设计进行行适当调调整，满满足施工工需要即即可。顶管后背支支撑墙根根据顶管管所需顶顶推力进进行设计计，满足足顶推力力需要即即可，在在本次336m管管棚施工工时，按按照1500t顶推反反力进行行设计。测量放线线在大管棚施施工掌子子面和后后背支撑撑墙按照照设计位位置测设设出每根根钢管的的中心位位置和标标高，用用来控制制设备和和钢管的的就位以以及施工工过程中中的检查查和调整整，保证证钢管的的施工精精度。设备就位位根据预备施施工管棚棚钢管的的中线和和标高进进行设备备就位和和调整，调调整过程程中根据据地层情情况使设设备顶推推中线有有一个上上仰角，用用

8、来消减减由于管管头下垂垂造成的的钢管在在重力方方向的偏偏差。设设备标高高和中线线调整到到位后进进行固定定。钢管就位位设备就位完完成后进进行钢管管的吊装装就位和和螺旋钻钻的安装装，钢管管安装在在顶管设设备支架架的滑动动托架上上。钢管管到位后后进行中中线和标标高的调调整，调调整到位位后固定定在滑动动托架上上，螺旋旋钻调配配好钻杆杆和钻头头位置后后和螺旋旋钻动力力头连接接牢固。顶进施工工准备就绪后后进行大大管棚的的顶进施施工，在在顶进施施工时要要特别注注意以下下内容：控制开始始几米的的施工精精度，防防止钢管管的上浮浮，若发发生超出出允许标标准的上上浮时需需要拉出出钢管重重新进行行顶进。顶进过程程中随

9、时时检查钢钢管和设设备的中中线和标标高，随随时进行行调整和和修正。在一节钢钢管顶进进完成进进行下一一节焊接接时，要要根据前前节钢管管的中线线进行适适当的调调整，不不允许接接口处出出现错口口和中线线折角。顶进过程程中通过过控制螺螺旋钻的的出土速速度和钻钻头的位位置决定定顶进的的速度，防防止管头头前方的的土体坍坍落。尽量缩短短钢管焊焊接的时时间，避避免由于于停止顶顶进时间间过长出出现“抱管”现象，造造成再次次启动顶顶进时的的顶推力力过大。在顶进过过程中如如果顶推推力过大大，可以以通过注注浆管在在管壁注注入膨润润土类润润滑剂来来减小摩摩擦力。在相临钢钢管施工工过程中中，咬合合系统的的准确定定位十分分

10、关键，一一般需要要在咬合合位置焊焊接定位位销键，防防止管棚棚施工偏偏差造成成咬合系系统与钢钢管贴死死而增加加顶推力力，甚至至无法顶顶进。如果顶进进前方遇遇到较大大卵石等等障碍物物，可以以通过调调整螺旋旋钻杆使使钻头超超前成孔孔，从而而使障碍碍物随螺螺旋杆旋旋出。在顶进施施工过程程中，要要作好跟跟踪注浆浆管溢浆浆孔的保保护工作作，通常常采用钢钢圈进行行保护。跟踪注浆浆在大管棚施施工过程程中，适适时进行行跟踪注注浆能够够有效的的控制地地层的变变形，控控制结构构物的变变形。选选择好注注浆浆液液和注浆浆顺序，袖袖阀注浆浆管可以以作到多多次注浆浆。跟踪踪注浆一一般在两两根钢管管施工完完成后进进行。跟踪注

11、浆浆浆液类型型有缓凝凝低强度度浆液和和纯水泥泥浆液，在在施工过过程中一一般首先先采用缓缓凝低强强度浆液液进行补补偿注浆浆，待整整个大管管棚施工工完成后后在对地地层进行行纯水泥泥浆的填填充加固固注浆。缓凝低强度度浆液配配比：水泥：粉煤煤灰：膨膨润土：水 = 0.66：1.0：0.1：0.66纯水泥浆液液配比：水泥：水 = 11.0：0.55注浆压力：0.51.00Mpaa。监控量测测监控量测在在过既有有线施工工过程中中分为两两部分内内容，一一部分是是对新建建车站的的监控量量测，另另一部分分是对既既有线结结构的24小时不不间断远远程监控控量测，量量测项目目见表1、表2。新 建 车车 站 监 测 项

12、 目 汇 总 表 表1序号监测项目监测仪器监测频率1地表沉降莱卡 NAA 20002电子精精密水准准仪，玻玻璃铟钢钢尺初期：1-2次/天后期：1-2次/3天2拱顶沉降苏光DSZZ-2型水准准仪，钢钢挂尺初期：1-2次/天后期：1-2次/3天3结构收敛坑道收敛计计7围岩压力压力盒，频频率接收收仪初期：1次次/3天后期：1次次/7天8初支与二衬衬间压力力9初支钢筋内内力钢筋计、频频率接收收仪10二衬钢筋内内力既 有 线线 远 程 监 控 量 测 项 目 汇 总 表 表2序号监测项目监测仪器监测频率监测目的1既有线结构构沉降监监测静力水准系系统施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2

13、小时掌握施工期期间既有有线结构构变形情情况2既有线结构构变形缝缝沉降监监测静力水准系系统施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2小时掌握施工期期间既有有线结构构缝沉降降变形情情况3既有线结构构缝胀缩缩监测测缝计施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2小时掌握施工期期间既有有线结构构缝水平平变形情情况4走行轨结构构纵向变变形监测测静力水准系系统施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2小时掌握施工期期间既有有线轨道道结构纵纵向变形形情况5走行轨结构构左右水水平变形形监测梁式倾斜仪仪施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2小时掌握施工期

14、期间既有有线轨道道结构左左右水平平变形情情况6走行轨水平平距离变变形监测测变位计施工关键期期：1次/ 220分钟一般施工状状态：1次/2小时掌握施工期期间既有有线轨道道水平距距离变形形情况六、机具设设备咬合大管棚棚施工机机具设备备见表3。咬 合 大大 管 棚 施 工 机 具 设 备 表 表3序号设备名称设备型号数量适用工序1水平液压螺螺旋顶管管机2管棚顶进2电动葫芦5t2钢管吊装、出出土3手动葫芦5t4钢管就位4电焊机BX-30006钢管焊接5注浆泵KBY-550/7702跟踪注浆6搅浆筒800L2制备浆液7卷扬机3t2拉拔钻杆8切割机1切割钢管9抗震压力表表5MPa6监测注浆压压力10高压注

15、浆管管12MPaa100m注浆11注浆芯管8注浆七、劳动组组织劳动力组织织见表4。劳 动 力 组 织 表 表4序号单项工程所需人数备注1管理人员42技术人员43顶管机操作作人员44电焊工85杂工44合 计64人八、质量控控制本工法除遵遵守设计计图纸及及有关设设计说明明等设计计文件的的有关技技术要求求外，还还应执行行钢结结构工程程质量检检验评定定标准及及城市市地下铁铁道施工工及验收收规范。九、安全措措施1、认真贯贯彻“安全第第一，预预防为主主”的方针针，建立立健全安安全管理理体系，设设专职安安全员和和班组兼兼职安全全员，安安全责任任落实到到人，作作到人人人懂安全全，人人人抓安全全。2、机械设设备

16、加强强维护保保养工作作，严格格执行操操作规程程，非专专职操作作人员不不得操作作机械设设备。3、加强液液压管线线、压浆浆管路和和设备的的检查工工作，工工作期间间高压管管线附近近严禁站站人。4、加强用用电的管管理工作作，线路路严格按按照相关关规范布布设，不不得私拉拉乱接电电线。5、加强电电焊机的的安全检检查，作作好接地地保护工工作。6、在洞内内进行吊吊装作业业时，作作业前应应检查被被吊物、场场地、作作业空间间等，确确认安全全后方可可作业。7、吊装作作业时必必须缓起起、缓转转、缓移移，并用用控制绳绳保持吊吊物平衡衡。8、吊装作作业时，作作业人员员必须听听从统一一指挥，协协调一致致。9、施工人人员必须

17、须把安全全防护用用品佩带带齐全。10、注浆浆泵及高高压管路路必须试试运转，确确认机械械性能、各各种阀门门管路和和压力表表完好后后方可施施工。十、效益分分析1、社会效效益该工法避避免了施施工震动动，对地地层适应应性强，在在既有线线下回填填土地层层中施工工，解决决了顶管管前方遇遇到的槽槽钢、原原木及建建筑垃圾圾等障碍碍物的影影响，使使大管棚棚顺利施施工到位位，为确确保既有有地铁的的结构和和运营安安全提供供了有力力保证。该工法近近距离下下穿既有有地铁线线，不中中断地铁铁运营，保保证了人人员的正正常生活活，社会会意义重重大。该工法为为国内首首次在下下穿既有有地铁线线中应用用，取得得了成功功的经验验，将为为以后城城市地下下工程在在类似情情况下的的施工提提供可靠靠的决策策依据和和技术指指标。2、经济效效益该工法的的成功施施作，保保证了既既有地铁铁的结构构安全和和运营安安全，在在施工期期间地铁铁正常运运营创造造经济效效益。该工法施施工设备备简单，使使用维护护较容易易，