工廠化、機(jī)械化施工思路

1、工廠化、機(jī)械化施工（橋梁、隧道、路基、管廊）2016年8月15日目 錄1 橋梁工程21.1 施工方案概述21.2 關(guān)鍵工序及步驟31.3 需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題111.4 綜合指標(biāo)分析112 隧道工程122.1 施工方案概述122.2 關(guān)鍵工序及步驟132.3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)152.4 綜合指標(biāo)分析163 路基工程173.1 施工方案概述173.2 關(guān)鍵工序及步驟173.3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)194.4 綜合指標(biāo)分析204 管廊工程方案一214.1 施工方案概述214.2 關(guān)鍵工序及步驟224.3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)254.4 綜合指標(biāo)分析285 管廊工程方案二295.1 施工方案概述295.

2、2 關(guān)鍵工序及步驟295.3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)305.4 綜合指標(biāo)分析30 1 橋梁工程1.1 施工方案概述裝配式橋墩、承臺(tái)施工的總體思路：橋墩樁基原位施工；承臺(tái)外殼工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝，承臺(tái)鋼筋工廠集中加工，現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝，鋼筋就位后澆筑混凝土；橋墩外殼工廠分節(jié)分塊預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝，節(jié)段之間主筋采用套管連接，現(xiàn)場(chǎng)澆筑內(nèi)部混凝土；公路橋墩蓋梁采用無(wú)支架抱箍法施工，底模采用鋼模板，側(cè)模采用預(yù)制薄板，鋼筋工廠集中加工，現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝，鋼筋就位后澆筑混凝土；鐵路橋墩臺(tái)帽部分采用鋼模，現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工。1.2 關(guān)鍵工序及步驟1.2.1、裝配式柱式墩（以直徑1.5m為例）施工流程：第一步：樁基施工。第二步：澆筑墊

3、層、安裝承臺(tái)混凝土外殼。第三步：安裝承臺(tái)鋼筋第四步：澆筑承臺(tái)內(nèi)混凝土。第五步：安裝墩柱預(yù)制外殼部分并加固。第六步：在預(yù)制混凝土外殼內(nèi)澆筑混凝土，在搭接處預(yù)留部分混凝土?xí)翰粷仓?，預(yù)留鋼筋搭接空間。第七步：安裝第二節(jié)預(yù)制混凝土外殼，做好鋼筋搭接后，澆筑混凝土。第八步：依次按此施工直至墩柱施工完成，安裝抱箍。第九步：安裝蓋梁混凝土外殼。第十步：安裝蓋梁鋼筋。第十一步：澆筑蓋梁內(nèi)混凝土。運(yùn)輸?shù)跹b：直徑1.5m，厚度10cm，節(jié)段長(zhǎng)度3m，混凝土外殼重約1.3噸，運(yùn)輸及吊裝均很方便。1.2.2、裝配式圓端形橋墩（截面尺寸6*3m）施工流程：第一到四步施工工序同上。第五步：分段預(yù)制圓端形、平直段混凝土外殼

4、，受力主筋設(shè)置在混凝土墩身外殼內(nèi)。第六步：分段預(yù)制的混凝土外殼運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)后，拼裝成圓端形橋墩整體外殼。第七步：在拼裝后的混凝土外殼內(nèi)澆筑混凝土，在搭接處預(yù)留部分混凝土?xí)翰粷仓?，預(yù)留鋼筋搭接空間。第八步：按此步驟完成墩身施工。第九步：安裝臺(tái)帽模板，澆注臺(tái)帽混凝土。第十步：橋墩施工完畢。1.3 需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題（1）橋墩混凝土節(jié)段連接問(wèn)題由于橋墩為節(jié)段拼裝，鋼筋連接是否達(dá)到強(qiáng)度要求是橋墩安全的一個(gè)主要控制因素。（2）節(jié)段之間混凝土節(jié)段之間不能有效連接，環(huán)境中水、大氣會(huì)進(jìn)入橋墩內(nèi)部造成鋼筋銹蝕等耐久性問(wèn)題。1.4 綜合指標(biāo)分析（1）運(yùn)輸?shù)跹b條件：圓端形橋墩預(yù)制混凝土外殼尺寸參數(shù)間下表。類(lèi)型尺寸

5、（m）厚度（m）節(jié)段長(zhǎng)（m）重量（t）合計(jì)重（t）圓端形1.5（半徑）0.133.712平直型30.132.3由此可見(jiàn)采用預(yù)制節(jié)段運(yùn)輸方便，吊裝只需常規(guī)吊裝設(shè)備。（2）模板傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工需要大量模板，采用節(jié)段預(yù)制拼裝方法的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是混凝土預(yù)制管節(jié)代替了澆筑模板，節(jié)省了大量的模板工程量。（3）人工成本傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工需要搭設(shè)支架、安裝模板，需要大量工人，隨著我國(guó)社會(huì)保障體系不斷完善及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人工成本越來(lái)越高。采用裝配式施工方法，橋墩墩身及鋼筋均采用廠內(nèi)加工運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)吊裝，工廠化、機(jī)械化程度高，節(jié)省了大量人力資源成本。2 隧道工程2.1施工方案概述本方案采用一種類(lèi)盾構(gòu)裝備與暗挖臺(tái)車(chē)或懸臂掘進(jìn)機(jī)相結(jié)

6、合的施工方案，在掌子面管片之間設(shè)置剛性防護(hù)結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)利用盾構(gòu)設(shè)備前伸環(huán)片支護(hù)，解決常規(guī)支護(hù)與隧道開(kāi)挖同時(shí)占用作業(yè)面的問(wèn)題，超前支護(hù)可利用暗挖臺(tái)車(chē)完成，預(yù)制管片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的隧道襯砌，開(kāi)挖采用暗挖臺(tái)車(chē)或懸臂掘進(jìn)機(jī)作業(yè)，極大改善隧道施工作業(yè)環(huán)境并提高工作效率，該方案適用于、級(jí)圍巖。主要工裝設(shè)備如下圖所示。暗挖臺(tái)車(chē)盾殼預(yù)拼管片出渣輸送帶圖2.1機(jī)械支護(hù)工裝設(shè)備圖2.2 暗挖臺(tái)車(chē)圖2.3 懸臂掘進(jìn)機(jī)2.2關(guān)鍵工序及步驟1、 開(kāi)挖前通過(guò)支撐盾殼，在掌子面支護(hù)段間形成臨時(shí)支護(hù)體系，鑿巖臺(tái)車(chē)、暗挖臺(tái)車(chē)或懸臂掘進(jìn)機(jī)在支盾殼防護(hù)下進(jìn)行鉆眼或開(kāi)挖作業(yè)；暗挖臺(tái)車(chē)就位環(huán)片支護(hù)臨時(shí)支護(hù)體系圖2.4 暗挖臺(tái)車(chē)掌子面就位2

7、、 拱頂開(kāi)槽：暗挖臺(tái)車(chē)前行至掌子面附近，啟動(dòng)右臂進(jìn)行拱部環(huán)形銑槽作業(yè)；暗挖臺(tái)車(chē)拱部環(huán)銑槽圖2.5 拱頂開(kāi)槽拱頂超前支護(hù)3、 拱部銑槽完成后，預(yù)支護(hù)臂前伸，形成超前支護(hù)結(jié)構(gòu)；圖2.6 拱頂盾殼頂進(jìn)支護(hù)4、 暗挖臺(tái)車(chē)在超前支護(hù)下方開(kāi)挖掌子面巖體，清底后底部盾殼相應(yīng)伸出；底部盾殼支護(hù)圖2.7 洞身開(kāi)挖及底部盾殼頂進(jìn)支護(hù)5、 安裝支護(hù)管片；環(huán)片安裝圖2.8 環(huán)片安裝6、盾構(gòu)機(jī)主體設(shè)備前移，進(jìn)入施工下一循環(huán)，并根據(jù)設(shè)計(jì)情況，鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿、安裝監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)。圖2.9 盾構(gòu)主機(jī)前移隧道開(kāi)挖如需軟巖爆破作業(yè)時(shí)，起爆前關(guān)閉支護(hù)結(jié)構(gòu)后方爆破防護(hù)板，暗挖臺(tái)車(chē)移至防護(hù)板后，確保巖體爆破時(shí)，飛石、沖擊波不會(huì)影響整體支護(hù)

8、設(shè)備的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。2.3需要解決的關(guān)鍵技術(shù)（1）正面防護(hù)結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度、剛度，滿(mǎn)足抗沖擊能力要求，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全；防護(hù)板消能裝置要能夠滿(mǎn)足將爆破能量消減至可接近和防護(hù)的范圍，使爆破既滿(mǎn)足開(kāi)挖需要、又不損壞防護(hù)結(jié)構(gòu)；（2）暗挖臺(tái)車(chē)及懸臂掘進(jìn)機(jī)可解決軟巖掘進(jìn)，但如有大涌水、流砂、溶洞等特殊地質(zhì)時(shí)，方案適用性存在問(wèn)題。（3）隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)工法差異巨大，需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)檢算和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。（4）軟弱圍巖全斷面施工需解決掌子面穩(wěn)定難題，如分臺(tái)階施工，將防護(hù)結(jié)構(gòu)分區(qū)臨時(shí)支撐掌子面，將一定程度影響施工進(jìn)度。2.4綜合指標(biāo)分析（1）安全性分析：隧道開(kāi)挖支護(hù)段工序全部在盾殼下方施工，具備極高的安全性，

9、可避免常規(guī)施工可能發(fā)生的掉塊、小塌方造成的常見(jiàn)人身傷害。且優(yōu)先采用機(jī)械開(kāi)挖，可減少火工品控制風(fēng)險(xiǎn)。（2）進(jìn)度分析：在常規(guī)鉆爆作業(yè)中，鉆眼、爆破在級(jí)圍巖單循環(huán)開(kāi)挖時(shí)長(zhǎng)約56小時(shí)，如本方案采用EBZ318H型懸臂掘進(jìn)機(jī)，按設(shè)備標(biāo)稱(chēng)理論產(chǎn)能240m3/h的30%計(jì)，每小時(shí)開(kāi)挖72 m3，單循環(huán)（0.50.6m）全斷面開(kāi)挖時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)2小時(shí)，可壓縮時(shí)間60%以上；同時(shí)將原噴砼、掛網(wǎng)、錨桿等工序通過(guò)環(huán)片安裝方案，將大量工序提前在預(yù)制場(chǎng)完成，現(xiàn)場(chǎng)僅需在盾體內(nèi)進(jìn)行安裝，且基本不占用循環(huán)時(shí)間，可充分壓縮支護(hù)時(shí)長(zhǎng)。預(yù)計(jì)本方案級(jí)圍巖單循環(huán)開(kāi)挖時(shí)長(zhǎng)可控制在34小時(shí)以?xún)?nèi)，較常規(guī)施工提高一倍以上，即每月開(kāi)挖支護(hù)達(dá)1001

10、20m以上。（3）勞力投入和效益分析：機(jī)械法開(kāi)挖需配備6名工人，晝夜兩班12人；傳統(tǒng)人工開(kāi)挖至少需配備12名工人，晝夜兩班24人，節(jié)約勞力50%，且大大降低了掌子面安全風(fēng)險(xiǎn)和洞內(nèi)勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)通過(guò)單循環(huán)進(jìn)尺加快和勞動(dòng)力的節(jié)約，可節(jié)省大量現(xiàn)場(chǎng)管理費(fèi)和勞務(wù)費(fèi)用的投入，有效提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。3 路基工程3.1施工方案概述在我局路基邊坡防護(hù)施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外在建筑機(jī)械化施工的研究成果，計(jì)劃從現(xiàn)澆和預(yù)制拼裝方面進(jìn)行拱形骨架防護(hù)機(jī)械化施工進(jìn)行研究?，F(xiàn)澆施工主要是利用掏槽機(jī)掏槽，按照開(kāi)挖一級(jí)支護(hù)一級(jí)的原則和要求完成掏槽，然后利用砼現(xiàn)澆機(jī)現(xiàn)澆混凝土拱形骨架一次成型。預(yù)制拼裝施工的掏槽工藝同現(xiàn)澆施工，即

11、利用掏槽機(jī)掏槽，然后利用構(gòu)件安裝機(jī)械從下到上快速安裝預(yù)制構(gòu)件。兩種方案的優(yōu)點(diǎn)都在于機(jī)械化程度較高，施工時(shí)可以形成流水作業(yè)，節(jié)約施工工期和勞動(dòng)力成本和有效控制拱形骨架的施工質(zhì)量。3.2關(guān)鍵工序及步驟3.2.1 現(xiàn)澆施工工序及步驟(1)、掏槽：自動(dòng)掏槽機(jī)到達(dá)指定位置，通過(guò)刀片將邊坡土破碎，并利用自帶的小型挖斗將棄土挖除，并沿皮帶傳輸裝置運(yùn)至路基面。掏槽機(jī)采用GPS設(shè)備來(lái)控制基槽的線形，利用少量人工對(duì)基槽進(jìn)行清理，保證溝壁平整密實(shí),溝內(nèi)不留有松土。 圖1 路塹段掏槽機(jī)成槽圖示 圖2 路塹段成槽后圖示 圖3 路堤段掏槽機(jī)成槽圖示 圖4 路堤段成槽后圖示(2)、澆筑砼：基槽完成以后，砼現(xiàn)澆機(jī)械就位，機(jī)械

12、端部矩形框內(nèi)含單個(gè)拱圈單元的模板，以單個(gè)拱圈為單元采用自密實(shí)混凝土進(jìn)行現(xiàn)澆。澆筑順序?yàn)樽韵露?，待下層拱圈混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后開(kāi)始上層拱圈的混凝土澆筑。 圖5 路塹段現(xiàn)澆機(jī)澆筑砼圖示 圖6 路塹段砼澆筑成形后圖示 圖7 路堤段現(xiàn)澆機(jī)澆筑砼圖示 圖8 路堤段砼澆筑成形后圖示3.2.1 預(yù)制拼裝施工工序及步驟(1)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)：由預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)工廠化生產(chǎn)合格的預(yù)制構(gòu)件。(2)、掏槽：掏槽工序同現(xiàn)澆施工，即自動(dòng)掏槽機(jī)到達(dá)指定位置，通過(guò)刀片將邊坡土破碎，并利用自帶的小型挖斗將棄土挖除，并沿皮帶傳輸裝置運(yùn)至路基面。掏槽機(jī)采用GPS設(shè)備來(lái)控制基槽的線形，利用少量人工對(duì)基槽進(jìn)行清理，保證溝壁平整密實(shí),溝內(nèi)不

13、留有松土。(3)、預(yù)制構(gòu)件安裝：構(gòu)件安裝機(jī)械到達(dá)指定位置，首先由安裝在機(jī)械手上的砂漿噴頭在已安裝完成的構(gòu)件側(cè)面（即已安裝完成構(gòu)件與即將安裝構(gòu)件的搭接面）和基槽底按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求均勻噴射砂漿，再由機(jī)械手抓取預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝。構(gòu)件通過(guò)機(jī)械的斜皮帶傳送至機(jī)械手位置。安裝順序?yàn)樽韵露?，先直后曲，以每孔拱形骨架的一半為一個(gè)工作單元，如此反復(fù)，直至完成所有拱形骨架的安裝。 圖9 路塹段拼裝機(jī)拼裝預(yù)制構(gòu)件圖示 圖10 路塹段拼裝機(jī)拼裝完成后圖示 圖11 路堤段拼裝機(jī)拼裝預(yù)制構(gòu)件圖示 圖12 路堤段拼裝機(jī)拼裝完成后圖示3.3需要解決的關(guān)鍵技術(shù)（1）自動(dòng)掏槽機(jī)及預(yù)制塊自動(dòng)拼裝機(jī)的開(kāi)發(fā)研究。要求施工裝備機(jī)械化、

14、自動(dòng)化程度高，技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用靈活，安全高效，結(jié)合線路施工特點(diǎn)，研制開(kāi)發(fā)體積小、質(zhì)量輕、便于轉(zhuǎn)場(chǎng)的專(zhuān)用機(jī)械裝備。（2）掏槽機(jī)刀片的開(kāi)發(fā)研究，針對(duì)各類(lèi)土質(zhì)、填料確保能一次性掏槽成功，且能達(dá)到施工質(zhì)量要求。（3）現(xiàn)澆法中自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)，確?；炷翉?qiáng)度及初終凝時(shí)間滿(mǎn)足快速施工要求。預(yù)制拼裝法中砂漿的配合比設(shè)計(jì)，確保砂漿強(qiáng)度及初終凝時(shí)間滿(mǎn)足快速施工要求。4.4綜合指標(biāo)分析機(jī)械化施工的優(yōu)點(diǎn)在于勞動(dòng)力成本小，施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，工效高，施工質(zhì)量易得到控制。因此就每百米骨架采用機(jī)械化施工和人工施工的施工人員數(shù)量及功效進(jìn)行對(duì)比分析。以某公路工程土質(zhì)路基邊坡為例，拱架寬度40cm，厚度20cm，邊坡高度

15、6m，拱圈跨度及高度均為3m。每個(gè)拱圈混凝土用量約1m3。則每百米開(kāi)槽長(zhǎng)度約為825m，混凝土用量為66m3。每百米拱架所需人工與機(jī)械對(duì)比表項(xiàng)目所需人工（人*日）或機(jī)械（臺(tái)班）備注挖土支模打灰拼裝合計(jì)工天機(jī)械人工現(xiàn)澆（人工）33803014330安排一臺(tái)汽車(chē)吊輔助打灰機(jī)械現(xiàn)澆（臺(tái)班）25207安排2個(gè)工人輔助挖土，2個(gè)輔助打灰。人工拼裝（人工）336093機(jī)械拼裝（臺(tái)班）2284安排2個(gè)工人輔助挖土，2個(gè)輔助拼裝。從上表可以看出，采用機(jī)械現(xiàn)澆與采用人工現(xiàn)澆相比，能減少123個(gè)工天，23個(gè)機(jī)械臺(tái)班；人工拼裝與機(jī)械拼裝相比，雖然增加了4個(gè)機(jī)械臺(tái)班，但是減少了85個(gè)工天，。4 管廊工程方案一4.1施

16、工方案概述4.1.1 矩形盾構(gòu)/頂管綜合考慮管廊結(jié)構(gòu)和盾構(gòu)施工的特點(diǎn)，以土壓平衡盾構(gòu)作為地下管廊標(biāo)準(zhǔn)段的主要開(kāi)挖設(shè)備，以預(yù)制拼裝管片作為地下管廊標(biāo)準(zhǔn)段的主體結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)管廊結(jié)構(gòu)和施工方案，達(dá)到快速建設(shè)的目的。圖4.1 矩形盾構(gòu)示意圖適用地層：適用于在土層、砂層、砂卵石地層。適用工況：埋深不小于2.5m的單艙、雙艙管廊施工。線路長(zhǎng)度大于600m，用盾構(gòu)工法；線路長(zhǎng)度小于600m，用頂管工法。4.1.2 U型盾構(gòu)對(duì)于覆土深度小于2.5m路段，建議采用U型施工，適用單艙、雙艙及三艙綜合管廊，需要臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑更有成本優(yōu)勢(shì)。U形敞開(kāi)式盾構(gòu)設(shè)備上部敞開(kāi)，兩側(cè)設(shè)置固定或可移動(dòng)伸縮插板，可插入開(kāi)挖廊體

17、斷面兩側(cè)，作為保護(hù)兩側(cè)土體穩(wěn)定的支檔結(jié)構(gòu)。U型盾構(gòu)作為移動(dòng)支擋結(jié)構(gòu)，采用通用設(shè)備挖掘，使用起重機(jī)起吊安裝箱涵，U型盾構(gòu)推進(jìn)油缸壓緊箱涵，用預(yù)應(yīng)力錨索將相鄰管節(jié)連接固定，同時(shí)推動(dòng)U型盾構(gòu)前行。箱涵的上部和側(cè)部可及時(shí)回填，恢復(fù)場(chǎng)地。圖4.2 U形盾構(gòu)施工工藝圖4.2 關(guān)鍵工序及步驟4.2.1 盾構(gòu)/頂管施工步驟（施工工藝不做重點(diǎn)介紹）平整場(chǎng)地，工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)施工；盾構(gòu)機(jī)吊裝、始發(fā)、掘進(jìn)、接收；對(duì)節(jié)點(diǎn)位置管節(jié)進(jìn)行后處理；綜合管廊支架、設(shè)備安裝；綜合井施工并恢復(fù)路面。4.2.2 U型盾構(gòu)施工步驟（1）U形盾構(gòu)始發(fā)采用U形盾構(gòu)施工始發(fā)時(shí)，需要為設(shè)備的吊裝和正常推進(jìn)提供一定的工作空間，通常需要采

18、用明挖的方法建造一個(gè)小型始發(fā)井。本項(xiàng)目可利用管廊端頭井做為U形盾構(gòu)始發(fā)井。圖4.3 始發(fā)井施工圖4.4 U形盾構(gòu)始發(fā)圖4.5 U形盾構(gòu)始發(fā)原理圖（2）土方開(kāi)挖軟土土方開(kāi)挖軟土段土方開(kāi)挖采用1臺(tái)反鏟挖機(jī)施工，1臺(tái)反鏟挖機(jī)進(jìn)行土方回填。圖4.6 軟土開(kāi)挖硬巖開(kāi)挖硬巖段分為部分硬巖和全硬巖。對(duì)于部分硬巖的區(qū)段，采用上部覆土反鏟開(kāi)挖，下部硬巖較少時(shí)可以采用破碎錘破碎或鉆孔劈裂的方式進(jìn)行破碎后，采用反鏟挖機(jī)清碴。若硬巖較多或全硬巖斷面，采用爆破施工。 圖4.7 硬巖開(kāi)挖（3）管節(jié)吊運(yùn)預(yù)制管節(jié)重量約為10t/m，若采用2m長(zhǎng)管節(jié)，管節(jié)重量約為20t，采用一臺(tái)50t汽車(chē)吊或履帶吊，進(jìn)行管節(jié)吊運(yùn)安裝。圖4.8

19、 管節(jié)吊運(yùn)（4）管節(jié)拼裝管節(jié)吊入U(xiǎn)形盾構(gòu)盾尾后，采用人工輔助定位的方式，將待安裝管節(jié)與已施工管段對(duì)齊，定位精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。管節(jié)安裝定位完成后，及時(shí)將其與施工管節(jié)通過(guò)預(yù)應(yīng)力拉筋拉緊，防止在脫出盾尾過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)位。圖4.9 管節(jié)拼裝（5）U形盾構(gòu)姿態(tài)控制盾構(gòu)機(jī)采用激光制導(dǎo)的方法進(jìn)行掘進(jìn)導(dǎo)向。U形盾構(gòu)的姿態(tài)控制主要通過(guò)操作設(shè)置在U形盾構(gòu)不同位置的盾構(gòu)機(jī)鉸接油缸控制盾構(gòu)掘進(jìn)方向。（6）管節(jié)壁后注漿U形盾構(gòu)在地下水較少時(shí)，盾尾底部可以敞開(kāi)，但在地下水豐富的地層中施工時(shí)，則需采用盾尾底部密閉的形式，盾尾內(nèi)安裝管節(jié)后，需要在管節(jié)壁后分兩次進(jìn)行注漿，以填充管節(jié)和地層之間的間隙。首先，在管節(jié)安裝完成后，在盾構(gòu)

20、機(jī)的盾尾間隙內(nèi)使用壁后注漿材料進(jìn)行一次注漿；然后，隨著盾構(gòu)機(jī)的向前推進(jìn)產(chǎn)生的盾尾間隙（相當(dāng)于盾構(gòu)側(cè)板和底板的厚度），與推進(jìn)同步進(jìn)行二次注漿。圖4.10 壁后注漿示意圖（7）渣土回填對(duì)于已施工完成的管段，采用1臺(tái)反鏟挖機(jī)進(jìn)行土方回填。（8）U形盾構(gòu)到達(dá)U形盾構(gòu)到達(dá)工作井可以結(jié)合引出口或端頭井設(shè)置，可以對(duì)引出口或端頭井先行部分明挖施工，待U形盾構(gòu)到達(dá)接收井后將設(shè)備吊出，然后完成剩余結(jié)構(gòu)施工。4.3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)4.3.1 新結(jié)構(gòu)（拼裝技術(shù)）圖4.11 管節(jié)分塊拼裝圖4.12 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝圖4.13 矩形盾構(gòu)管片4.3.2 新設(shè)備研制（1）矩形盾構(gòu)該工程采用的土壓平衡式矩形盾構(gòu)具有開(kāi)挖系統(tǒng)

21、、出碴系統(tǒng)、碴土改良系統(tǒng)、管片運(yùn)輸及拼裝系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等基本功能。圖4.14 矩形盾構(gòu)主機(jī)圖管片拼裝工藝：圖4.16 上部管片安裝 圖4.15 下部管片安裝（2）U型盾構(gòu)U型盾構(gòu)主要由伸縮護(hù)板、中部盾體和尾部盾體三個(gè)部分構(gòu)成，可根據(jù)地層情況配置止水和注漿系統(tǒng)。4.3.3 節(jié)點(diǎn)后處理技術(shù)未作為頂管工作井的綜合管廊節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，需待頂管施工完成后采用后做的方式進(jìn)行施工。對(duì)于不需通出地面的電力、電信支線引出口可采用在設(shè)計(jì)位置“局部破除管節(jié)，然后暗挖施工”的方法進(jìn)行施工。施工前，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)處一定范圍內(nèi)地層進(jìn)行注漿加固處理，然后局部切割管節(jié)，進(jìn)行擴(kuò)挖

22、施工。4.4 綜合指標(biāo)分析表4.1 機(jī)械化施工方法對(duì)比工法對(duì)比項(xiàng)矩形盾構(gòu)矩形頂管U形盾構(gòu)適用地層土層、砂層、卵石層；不受地下水影響土層、砂層、卵石層；不受地下水影響各種軟質(zhì)及硬質(zhì)地層；根據(jù)地下水情況有不同的設(shè)備方案管廊覆土深度D0.5HD0.5HD0.5H一次施工長(zhǎng)度單段掘進(jìn)600m100600m不限制管節(jié)形式分塊預(yù)制拼裝整環(huán)預(yù)制拼裝分塊或整環(huán)預(yù)制拼裝節(jié)點(diǎn)施工方法節(jié)點(diǎn)合并，局部暗挖或明挖后做施工節(jié)點(diǎn)合并結(jié)合工作井設(shè)置，局部暗挖或明挖后做施工局部斷面加寬處擴(kuò)挖，后做施工施工速度1015m/d1015m/d3040m/d總體進(jìn)度節(jié)點(diǎn)施工效率節(jié)點(diǎn)施工效率開(kāi)挖效率單艙標(biāo)準(zhǔn)段造價(jià)估算（元）1684515

23、7099165對(duì)環(huán)境影響小小較大適用工況埋深大、成熟城區(qū)、既有道路、長(zhǎng)距離下穿施工埋深大或短距離下穿施工基坑較深、放坡范圍大或受限或較強(qiáng)（拉森樁、旋挖樁等）圍護(hù)結(jié)構(gòu)示范效應(yīng)大較大較大5 管廊工程方案二5.1 施工方案概述預(yù)制裝配整體式混凝土綜合管廊是將預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過(guò)鋼筋的連接并現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土形成整體的綜合管廊，該體系具有整體性好、防水效果好、可實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)輸效率高等特點(diǎn)。 5.2 關(guān)鍵工序及步驟工序1：基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)指定標(biāo)高，澆筑混凝土墊層，在澆筑完成的墊層上部施工底板防水層，之后進(jìn)行底板鋼筋綁扎，澆筑底板混凝土，并在底板預(yù)留與豎向墻板連接鋼筋。工序2：將預(yù)制雙皮墻吊裝就位，雙皮墻采用工具式支撐架與底板連接，保證雙皮墻整體穩(wěn)定性；工序3：安裝頂部疊合樓板，疊合板利用工具室腳手架支撐；工序4：利用自密實(shí)混凝土填充雙皮墻間空隙及頂板剩余部分，完成預(yù)制管廊施工。5.3