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文檔簡介
1?工程概況項目位于四川省資陽市臨空經(jīng)濟區(qū)成資大道綜合管廊與成渝高速斜交處,綜合管廊設計為矩形兩艙室結(jié)構(gòu),分別為高壓電力艙和綜合艙。綜合管廊穿越成渝高速及綜合管廊單體需滿足成渝高速遠期擴容要求,頂管段現(xiàn)狀路基寬度約33m,頂管長度49m,下穿成渝高速段管廊覆土深度為6.2m,總寬6.9m,高4.2m,管廊頂距高速路基底2.3m。1.1?施工斷面布置在頂管段綜合管廊結(jié)構(gòu)范圍外設置C形鋼管混凝土管幕,鋼管直徑D=970mm,管幕兩端嵌固于鋼筋混凝土門架內(nèi)。管幕將管廊與外側(cè)土體隔離,減小管廊頂進過程中對外側(cè)土體擾動。采用機械式土壓平衡頂管機對管廊頂進施工,每節(jié)段預制管廊長度為2m,節(jié)段間連接采用鋼承口,并設置橡膠止水帶,以保證節(jié)點的水密性。1.2?工作井出發(fā)井尺寸設置為10m×10.5m。出發(fā)井上部6.5m范圍土體按1∶1放坡開挖,邊坡采用土釘墻支護。下部結(jié)構(gòu)采用排樁支護,出發(fā)井沿頂管方向兩側(cè)采用單排支護樁(D=1200mm),間距2.2m,并設置內(nèi)支撐。后背墻后采用雙支護樁(D=1200mm),間距1.6m。管廊進出口處的支撐門架采用雙排鉆孔灌注樁(D=1000mm)支護,并通過樁頂門架梁連接為整體,門架梁尺寸為1600mm×1000mm。出發(fā)井兼做管幕頂管施工工作井。接收井利用明挖段基坑,僅設置門架。1.3?地質(zhì)情況管廊頂管段穿越土層主要為粉質(zhì)粘土及強風化泥巖層,土體力學性質(zhì)穩(wěn)定。粉質(zhì)粘土④1:黃褐色、灰黃色,略濕,狀態(tài)可塑,成分主要以粘粒礦物為主,干燥后強度中等,韌性中等。強風化泥巖⑤1:組織結(jié)構(gòu)大部分破壞,節(jié)理、風化裂隙很發(fā)育,具有遇水軟化現(xiàn)象。1.4?頂管機管幕頂進設備采用泥水平衡式頂管機,外形尺寸1000mm×3500mm,總重6t,配備4只糾偏油缸,總頂力1320kN,最大糾偏角度為2.5?°。管廊頂進設備采用機械式土壓平衡矩形頂管機,機殼外形尺寸為6940mm×4240mm×5000mm(寬×高×長),頂管機由刀盤及驅(qū)動段(70t)、后部糾偏鉸接段(40t)、螺旋機(6t)組成。頂進裝置由14只千斤頂組成,行程為2500mm,總頂力28000kN。該頂管機還配備14只鉸接油缸,行程250mm,總頂力21000kN,用于糾偏控制,最大糾偏角度為0.5?°。2?頂管施工重點與難點2.1?管幕施工控制管廊和管幕間要控制好間距,間距過小易導致管廊頂進困難,間距過大會導致地面沉降過量。相比普通頂管,本工程中要保證中線和高程控制精度高。由于鋼管間通過鎖扣連接,需要嚴格控制鋼管頂進過程中偏轉(zhuǎn)角度。每根鋼管的兩側(cè)均焊接有鎖扣,后續(xù)施工孔位鋼管與相鄰鋼管的鎖扣相互咬合頂進,在鎖扣的作用下鋼管與鋼管橫向扣接,通過兩端的門架,管幕在開挖線外縱向形成鋼管混凝土梁,為管廊施工提供可靠的圍護支撐。因此,管幕施工精度是本工程的難點。2.2?頂管始發(fā)及接收控制頂管機與洞門之間存在一定的施工空隙,頂管機在進洞和出洞時,擾動的土體會向洞門流動,造成地面沉降、塌陷等安全事故。因此,管廊頂進施工過程中頂管機進洞、出洞是本工程的施工控制重點。2.3?施工過程中高速路面沉降控制根據(jù)設計要求,施工過程中及施工完成后的高速路面沉降應控制在30mm內(nèi),控制頂管在下穿成渝高速過程中的沉降量,減小對高速公路路基、路面的影響是本工程的施工難點。3?頂管施工過程控制措施3.1?管幕施工控制3.1.1?管幕頂進施工管幕頂進采用2臺泥水平衡式頂管機,由始發(fā)井向接收井按照“由中間到兩邊,由上到下”的原則同時對稱頂進,頂進順序如圖1所示。管幕鋼管節(jié)段長6m,隨著管節(jié)頂進,對鋼管逐段對口焊接。圖1?管幕頂進施工順序示意鋼管頂進過程中,通過調(diào)整頂進速度控制出土量,以確保實際出土量小于計算出土量,從而對地層進行適當?shù)臄D密,減少對周邊土體的擾動,保證鋼管頂進、土體切削、出渣同步進行。為了確保對管幕施工精度控制,將管幕第一根鋼管作為標準管。標準管的施工精度決定了整個管幕的精度,因此在標準管頂進時要全程進行嚴格地測量監(jiān)控,如有偏差應及時進行糾偏控制。根據(jù)已成孔鋼管的面向角及傾角,對相鄰施工鋼管的角度及位置變化進行判斷和定位。若需要施工鋼管進行順時針調(diào)整,可以在鎖扣位置增加墊塊,以阻止其逆時針偏轉(zhuǎn)。采用此方法可有效提高對管幕施工精度的控制,保證相鄰鋼管間的鎖扣有效咬合及管幕整體的施工精度,避免出現(xiàn)侵線事故。3.1.2?管幕頂進糾偏控制泥水平衡頂管機的糾偏系統(tǒng)是由4組糾偏油缸組成,糾偏控制系統(tǒng)采用激光測量定位系統(tǒng)。在鋼管頂進過程中,用激光經(jīng)緯儀不間斷地對鋼管軸線以及高程進行監(jiān)控量測,隨時對出現(xiàn)的偏差進行糾偏控制。第一節(jié)管段施工時,每頂進0.2m即對管段中心線和高程進行測量。后續(xù)管段正常頂進時,每頂進0.6m測量1次,并對出現(xiàn)的偏差及時進行糾偏,做到勤測量、勤糾偏。糾偏過程中先對高程偏差糾正,再對軸向偏差進行糾正。通過采用上述施工控制措施,管幕鋼管軸線位置偏差和水平高度偏差均在誤差允許范圍內(nèi),鋼管偏轉(zhuǎn)角度符合施工控制精度要求,進而保證了鎖扣間的咬合。3.1.3?管幕混凝土澆筑及止水措施管幕施工完成后,通過以下措施提高管幕的整體剛度和避免觸變泥漿在管廊頂進過程中泄露侵蝕路基。管廊頂進施工前,對管幕內(nèi)填充無收縮、免振搗混凝土,增加管幕的縱向剛度?;炷翝仓瓿珊笸ㄟ^預埋小導管對管幕外圍進行注漿(1∶1水泥漿)。為防止管廊頂進時發(fā)生泥漿滲漏問題,預留跟蹤注漿孔,以便于在管廊頂進過程中對局部滲漏點進行二次注漿封堵。3.2?頂管始發(fā)及接收控制3.2.1?洞口止水裝置安裝頂管機與洞口存在12cm施工間隙,為防止頂管機進入預留洞時導致泥水流失和頂進過程中壓注的觸變泥漿流失,必須在進洞口與出洞孔安裝洞口止水裝置,該裝置由橡膠止水圈和翻板組成,通過緊固螺栓固定到洞口預留法蘭上,并與設計管廊位置保持同心,誤差控制小于2mm。安裝止水裝置前,應復核橡膠板上的孔位和尺寸,確保止水裝置順利安裝。安裝順序由洞口上緣到洞口下緣,壓板螺栓擰緊,并采取防松脫措施,使簾布橡膠板緊貼洞門,避免矩形頂管機進洞和出洞時泥漿泄漏。3.2.2?頂管機安裝就位基座、發(fā)射架安裝完成,并經(jīng)過測量復核后,進行頂管機井下拼裝,對頂管機進行精確定位,使其出洞軸線與設計軸線相吻合。矩形頂管機組裝完成、洞門止水裝置安裝完畢,以及圍護結(jié)構(gòu)鑿除后,推動頂進機頭靠近進洞口土體。頂進過程應實時測量矩形頂管機軸線與設計軸線是否出現(xiàn)偏離,在刀頭沒有完全進入洞口前禁止轉(zhuǎn)動刀頭,避免對止水裝置造成破壞。施工時必須實地測量頂管刀頭與圍護之間的距離,計算千斤頂行程,并在頂管機頭位置做好標志線。3.2.3?出洞防“磕頭”措施根據(jù)頂管機出洞高程,預先在洞圈內(nèi)安裝鐵枕,并將始發(fā)架延伸至出洞洞口,出洞前對頂管機偏差進行測量,若發(fā)現(xiàn)有“磕頭”趨勢,可通過調(diào)整后座主推千斤頂?shù)暮狭ψ饔弥行倪M行糾偏,避免頂管機在出洞時發(fā)生“磕頭”現(xiàn)象。3.3?地表沉降量控制及分析3.3.1?保證路基穩(wěn)定措施
工作坑設計考慮施工期間對高速公路路基土體擾動影響,因此在路基兩側(cè)5m范圍內(nèi)采用鉆孔地表注漿加固土體,作為對路基的側(cè)向支撐,以確保其穩(wěn)定。
3.3.2?控制路面沉降措施始發(fā)井基坑至接收洞口范圍內(nèi),采用水平鋼管混凝土樁進行加固施工,通過連接裝置連接形成的C形管幕既可避免頂進過程中路基受水平推力發(fā)生平移變形,又可對路基基礎進行加固,從而保證管廊在頂進過程中減小對路基、路面的影響。管廊頂進施工結(jié)束后,選用1∶1的水泥漿,對管廊外壁觸變泥漿通過預留注漿孔進行置換,注漿壓力根據(jù)水土壓力計算確定,消除管廊在使用過程中產(chǎn)生不均勻沉降。3.3.3?變形監(jiān)測點布置工程中主要監(jiān)測既有道路路面的沉降、水平位移和裂縫,預先在施工范圍內(nèi)布置測量監(jiān)控點,并詳細記錄每一監(jiān)控點的初始高程和水平坐標,分別在不同的施工階段對監(jiān)控點的高程變化、水平位移大小和路面裂縫發(fā)展情況進行定時監(jiān)測,并根據(jù)不同施工階段的變化采取相應的處理措施。3.3.4?路面變形監(jiān)控在施工過程中,管幕頂進階段對土體擾動相對較大,如圖2所示。對各施工階段分別做相應的沉降觀測,如圖3所示。監(jiān)測結(jié)果表明,在整個施工過程中,路面沉降較小,水平方向未出現(xiàn)位移及路面裂縫發(fā)展現(xiàn)象。圖2?管幕施工縱斷面地表沉降觀測圖3?施工各階段縱斷面地表沉降觀測從圖2可以看出,當管幕通過加固區(qū)進入原狀土時,地表沉降明顯,影響區(qū)域主要集中在0~10m。主要原因是:(1)洞門處泥漿流失;(2)頂管穿越加固區(qū)進入原狀土時,前艙泥水平衡不穩(wěn)定:頂進距離為15~40m,地表豎向位移變化加大,這是由于進入正常施工段后,頂進速度增加以及前艙壓力增大,導致地表隆起;頂進距離為40~50m,相應減緩頂進速度,并對管體進行控制。橫斷面方向變形較大區(qū)域主要在施工范圍內(nèi),超出施工范圍外1.9m對土體沒有影響。由圖3可知,在管幕的圍護支撐范圍內(nèi),矩形管廊頂進過程對土體的擾動有限,均在1mm以內(nèi),根據(jù)GB50308—2017《地鐵軌道交通工
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