頂管法施工技術(shù)實用文檔

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頂管法施工技術(shù)實用文檔(實用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）頂管法施工1、技術(shù)簡介頂管施工就是非開挖施工方法,是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù).頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中,并將土方運走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進.其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進機后，埋設(shè)在兩坑之間.非開挖工程技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個潔凈、舒適和美好的環(huán)境。非開挖技術(shù)是近幾年才開始頻繁使用的一個術(shù)語，它涉及的是利用少開挖，即工作井與接收井要開挖，以及不開挖，即管道不開挖技術(shù)來進行地下管線的鋪設(shè)或更換，頂管直徑DN800—4500.通過工作井把要埋設(shè)的管子頂入土內(nèi)，一個工作井內(nèi)的管子可在地下穿行1500米以上，并且還能曲線穿行，以繞開一些地下管線或障礙物.它的技術(shù)要點在于糾正管子在地下延伸的偏差。特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設(shè)。具有經(jīng)濟、高效,保護環(huán)境的綜合功能。這種技術(shù)的優(yōu)點是：不開挖地面;不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形;省時、高效、安全，綜合造價低。該技術(shù)在我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)廣泛用于城市地下給排水管道、天燃氣石油管道、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設(shè)。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建筑物。采用該技術(shù)施工,能節(jié)約一大筆征地拆遷費用、減少對環(huán)境污染和道路的堵塞，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2、技術(shù)原理頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進機從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起.與此同時,也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。3、現(xiàn)狀分析經(jīng)過多年的發(fā)展，頂管技術(shù)在我國已得到大量地實際工程應(yīng)用，且保持著高速的增長勢頭，無論在技術(shù)上、頂管設(shè)備還是施工工藝上取得了很大的進步，在某些方面甚至達到了世界領(lǐng)先水平。2001年上海隧道股份在江蘇省常州完成了長2050m、直徑2m的鋼筋水泥管頂管工程，是目前已完成的我國最長的頂管工程.2001年8月~12月嘉興市污水處理排海工程一次頂進2050m超長距離鋼筋混凝土頂管，由于選擇了合理的頂管機具型式、成功地解決了減阻泥漿運用和軸線控制等技術(shù)難題，用約5個月完成全部頂進施工，創(chuàng)造了新的頂管施工記錄。全長3600m、管徑為1。8米的鋼管從23至25米深的地下于2002年9月成功橫穿黃河,無論從頂進長度、埋深、地質(zhì)條件,還是鋼管直徑在國內(nèi)尚屬首次。其中最長的一段位于黃河主河床上，長達1259米,還要穿越較厚的礫砂層與黃河主河槽，既是我國西氣東輸項目的關(guān)鍵工程，也是目前世界上復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑鋼管一次性頂進距離最長的頂管工程.2001年的上虞市污水處理工程中,玻璃纖維夾砂管首次成功地應(yīng)用于頂管。2021年在無錫長江引水工程中中鐵十局十公司采用國產(chǎn)設(shè)備直徑2200mm鋼管雙管同步頂進2500米。以上工程均標志著我國的頂管施工水平達到一個新的高度，與世界先進水平日益靠近.然而與國外發(fā)達國家，如日本、德國等先進的機械設(shè)備及施工技術(shù)水平相比，我國仍然有著顯著的差距.4、發(fā)展方向隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，城市化進程的進一步加快，我國的地下管線的需求量也在逐年增加。加之人們對環(huán)境保護意識的增強頂管技術(shù)將在我國地下管線的施工中起到越來越重要的地位和作用。非開挖技術(shù)的發(fā)展必將向規(guī)?；?、規(guī)范化、國際化的方向發(fā)展。在我國經(jīng)濟高速增長的支持下，頂管技術(shù)的發(fā)展將面臨前所未有的機遇，在加快引進國外先進技術(shù)的基本上，努力消化創(chuàng)新，加強研發(fā)和人才培養(yǎng)，其前景是非常樂觀的。縱觀國內(nèi)外頂管技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展方向?qū)⑹嵌嘣投鄻踊?在頂管直徑方面，除了向大口徑管的頂進發(fā)展以外，也向小口徑管的頂進發(fā)展.目前頂管技術(shù)最小頂進管的口徑只有75mm，最大的已達到5m（德國),大口徑頂管有取代小型盾構(gòu)的趨勢。在適應(yīng)性方面，發(fā)展寬范圍、全土質(zhì)型頂管機是必然趨勢，適應(yīng)范圍將大為延伸,從N值為極小的土到N值為五十多的礫石，直至軸壓強度達兩百MPa的巖石。將微電子技術(shù)、工業(yè)傳感技術(shù)、實時控制技術(shù)和現(xiàn)代化控制理論與機械、液壓技術(shù)綜合運用于頂管機械上是頂管技術(shù)的發(fā)展趨勢。數(shù)字化、信息化、智能型頂管機的研制將得到更多的關(guān)注，糾偏精度、自動化程度也將得到大力提高。在不久的將來，一些全自動、高精度的掘進機會成為施工機械的主流。頂管的用途隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也將繼續(xù)擴，從目前的主要用于管道鋪設(shè)將發(fā)展為管道鋪設(shè)、涵頂進、地下人行通道管棚式施工等多用途型?，F(xiàn)在的頂管截面形狀基本上都是圓形，今后的發(fā)展趨勢是圓形、矩形、圓拱形、多邊形等，以適應(yīng)箱涵頂進等各種工程的需要,故截面形狀多元化是必然趨勢。目前的頂管施工形式主要為土壓式、泥水加壓式，以后的發(fā)展將在進一步吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用管套式、氣泡式等等各種形式的頂管施工技術(shù)。隨著高精度長距離測量技術(shù)進一步的發(fā)展應(yīng)運，通風系統(tǒng)的完善,中繼間技術(shù)、注漿減摩技術(shù)的進步,排渣系統(tǒng)的發(fā)展、刀盤切削系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、出土輸送系統(tǒng)、供電液壓系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、測量導向系統(tǒng),等一系列技術(shù)的突破，現(xiàn)有的一次性頂進距離將不斷刷新,各種復(fù)雜曲線頂管也將陸續(xù)出現(xiàn).目前我國已成立北京、上海、廣州和武漢四個非開挖技術(shù)研究中心，我國國際非開挖技術(shù)協(xié)會單位會員已突破100個,數(shù)量居世界第4、亞洲第1。形成了行業(yè)協(xié)會、科研單位、研究中心和設(shè)備生產(chǎn)和施工企業(yè)組成的強大的陣營，而且每年不斷有很多人不斷加入到從事頂管等非開挖工作的行列，我國的頂管技術(shù)的必將迎來一個嶄新的階段。5、頂管法施工工藝頂管法敷管的施工工藝類型很多按照開挖工作面的施工方法可以分為敞開式和封閉式兩種。5。1敞開式施工工藝敞開式施工工藝一般適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定無地下水干擾工人可以進入工作面直接挖掘而不會出現(xiàn)大塌方或涌水等現(xiàn)象因其工作面常處于開放狀態(tài)故也稱為開放式施工工藝。根據(jù)工具管的不同可分為手掘式、擠壓式、機械開挖式、擠壓土層式掘進頂管。（1手掘式頂管工人可以直接進入工作面挖掘，施工人員可隨時觀察土層與工作面的穩(wěn)定狀態(tài),造價低便于掌握但效率低必須將水位降低至管基以下0。5m后方可施工。當土質(zhì)比較穩(wěn)定的情況下首節(jié)管可以不帶前面的管帽直接由首節(jié)管作為工具管進行頂管施工,也是常用的一種頂管施工方法，也稱為人工掘進頂管.(2擠壓式頂管擠壓式掘進頂管一般適用于大中口徑的管道對潮濕可壓縮的黏性土砂性土較為適宜該方法設(shè)備簡單安全又避免了挖裝土的工序比人工挖掘提高效率1～2倍它是將工作面用胸板隔開后在胸板上留有一喇叭口形的錐筒，當頂進時將土體擠入喇叭口內(nèi)土體被壓縮成從錐筒口吐出的條形土柱待條形土柱達到一定長度后再用鋼絲將其割斷由運土工具吊運至地面其結(jié)構(gòu)形式如圖8—2所示。(3機械開挖式頂管機械開挖式頂管是在工具管的前方裝有由電動機驅(qū)動的刀盤鉆進挖土被挖下來的土體由皮帶運輸機運出從而代替了人工操作一般適用于無地下水干擾、土質(zhì)穩(wěn)定的黏性土或砂性土層。其結(jié)構(gòu)形式如圖8—3所示。(4擠壓土層式頂管擠密土層式頂管前端的工具管可分為錐形和管帽形,僅適用于潮濕的黏土、砂土粉質(zhì)黏土頂距較短的小口徑鋼管鑄鐵管且對地面變形要求不甚嚴格的地段這種工具管安裝在被頂管道的前方頂進時工具管借助千斤頂?shù)捻斄⒐茏又苯訑D入土層里管子周圍的土層被擠密實常引起地面較大的變形其結(jié)構(gòu)形式如圖8—4所示。5.2封閉式施工工藝封閉式施工工藝一般適用于土質(zhì)不穩(wěn)定地下水位高工人不能直接進行開挖的施工條件為防止工作面塌方涌水對人身造成危害常將機頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開并在密封艙內(nèi)充入空氣泥漿泥水混合物等借助氣壓土壓泥水混合物的壓力支撐開挖面以達到穩(wěn)定土層防止塌方、涌水以及控制地面沉降的目的.(1水力掘進頂管法水力掘進頂管的挖土是利用高壓水槍的射流將頂進前方的土沖成泥漿，再通過泥漿管道輸送至地面儲泥場整個工作是由裝在混凝土管前端的工具管來完成的，其結(jié)構(gòu)形式如圖8—5所示。工具管的前端為沖泥艙。掘進時先開動千斤頂，由刃腳將土切入沖泥艙，然后用人工操縱水槍操作把將土沖成泥漿泥漿經(jīng)過格柵進入真空室由泥漿管吸入工作坑再由泥漿泵排至儲泥場沖泥艙是完全密封的其上設(shè)有觀察孔和小密封門,用于操作和維修。管道的掘進方向由中間部位的校正管控制。工具管的后端是氣閘室。氣閘室是作為維修人員進出高壓區(qū)時的升壓和降壓之用.當前端工具管出現(xiàn)故障時，維修人員可通過小密封門進入沖泥艙,為防止小密封門打開后涌入大量泥水可先封閉氣閘室經(jīng)升壓后再進行操作保證氣壓和泥水壓力的平衡.維修完畢后,再逐漸降壓，恢復(fù)正常掘進.水力切削式機頭生產(chǎn)效率高其沖土排泥連續(xù)進行可改善勞動條件減輕勞動強度但需耗用大量的水且需要有較大的存泥漿場地故在某些缺水地區(qū)受到限制。(2土壓平衡式頂管法土壓平衡就是將刀盤切削下來的土砂中注入流動性和不透水性的“作泥材料”然后在刀盤強制轉(zhuǎn)動攪拌下使切削下來的土變成流動性的不透水的特殊土體使之充滿密封艙，并保持一定壓力來平衡開挖面的土壓力。此法的密封艙設(shè)置在工具管的前方工作人員可在密封艙外通過操作電控開關(guān)來控制刀盤切削和頂進速度。螺旋輸送器的出土量和頂進速度應(yīng)與刀盤的切削速度相配合以保持密封艙內(nèi)的土壓力與開挖面的土壓力始終處于平衡狀態(tài)。土壓平衡式頂管法常用于含水量較高的黏性砂性土以及地面隆陷值要求控制較嚴格的地區(qū)。其結(jié)構(gòu)形式如圖8—6所示。（3泥水平衡式頂管法泥水平衡頂管常用于控制地面變形小于3cm工作面位于地下水位以下滲透系數(shù)大于10—1cm/s的黏性土、砂性土、粉砂質(zhì)土的作業(yè)條件。其特點是挖掘面穩(wěn)定地面沉降小可以連續(xù)出土但因泥水量大棄土的運輸和堆放都比較困難.此法和土壓平衡式頂管法一樣都是在前方設(shè)有密封艙刀盤螺旋輸送器等設(shè)備。施工時，隨著工具管的推進，刀盤不停地轉(zhuǎn)動，進泥管不斷地進泥水，而拋泥管則不斷地將混有棄土的泥水拋出密封艙在密封艙內(nèi)常采用護壁泥漿來平衡開挖面的土壓力即保持一定的泥水壓力以此來平衡土壓力和地下水壓力。管道頂進方法的選擇應(yīng)根據(jù)管道所處土層的性質(zhì)管徑地下水位附近地上與地下建筑物構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素確定本章將重點介紹手掘式頂管法的施工工藝.6、頂管工作坑的布置頂管工作坑又稱豎井是頂管施工起始點終結(jié)點轉(zhuǎn)向點的臨時設(shè)施工作坑內(nèi)安裝有導軌、后背及后背墻、千斤頂?shù)仍O(shè)備。6.1工作坑的種類及設(shè)置原則根據(jù)工作坑頂進方向可分為單向坑雙向坑多向坑轉(zhuǎn)向坑和交匯坑等形式，如圖8-7所示。工作坑的位置根據(jù)地形管線位置管徑大小地面障礙物種類等因素來決定排水管道頂進的工作坑通常設(shè)在檢查井位置單向頂進時應(yīng)選在管道下游端以利排水根據(jù)地形和土質(zhì)情況盡量利用原土后背工作坑與穿越的建筑物應(yīng)有一定的安全距離，并應(yīng)考慮6。2工作坑的尺寸工作坑應(yīng)具有足夠的空間和工作面方能保證頂管工作順利進行其尺寸和管徑大小管節(jié)長度埋置深度操作工具及后背形式有關(guān)工作坑的尺寸可按圖8-8所示由公式進行計算。1—管子；2-掘進工作面；3—后背；4—千斤頂;5—頂鐵;6—導軌；7-內(nèi)漲圈；—基礎(chǔ)（1工作坑的寬度：式中W-—工作坑底部寬度,m；D1——管道外徑,m；W=D1+2B+2b（1）2B+2b——管道兩側(cè)操作空間及支撐厚度,一般可取2.4～3.2m。(2工作坑的長度：L=L1+L2+L3+L4+L5（2)式中L——矩形工作坑的底部長度，m;L1-—工具管長度，m.當采用管道第一節(jié)管作為工具管時,鋼筋混凝土管不宜小于0.3m，鋼管不宜小于0.6m；L2—-管節(jié)長度，m;L3——出土工作間長度，m；L4——千斤頂長度，m;L5——頂管后背的厚度，m.(3工作坑的深度：當工作坑為頂進坑時，其深度按式(8-3）計算。H1=h1+h2+h3（3）當工作坑為接收坑時,其深度按式（8-4)計算。H2=h1+h3(4）式中H1——頂進坑地面至坑底的深度，m；H2——接收坑地面至坑底的深度，m；h1-—地面至管道底部外緣的深度，m；h2——管道外緣底部至導軌底面的高度,m；h3——基礎(chǔ)及其墊層的厚度。但不應(yīng)小于該處井室的基礎(chǔ)及墊層厚度，m.6。3工作坑的施工工作坑的施工方法有兩種一種方法是采用鋼板樁或普通支撐用機械或人工在選定的地點按設(shè)計尺寸挖成坑底用混凝土鋪設(shè)墊層和基礎(chǔ)該方法適用于土質(zhì)較好地下水位埋深較大的情況頂進后背支撐需要另外設(shè)置另一種方法是利用沉井技術(shù)將混凝土井壁下沉至設(shè)計高度用混凝土封底混凝土井壁既可以作為頂進后背支撐又可以防止塌方當采用永久性構(gòu)筑物作工作坑時也可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等.頂進系統(tǒng)7。1基礎(chǔ)工作坑的基礎(chǔ)形式取決于地基土的種類、管節(jié)的輕重以及地下水位的高低。一般的頂管工作坑，常用的基礎(chǔ)形式有三種：(1土槽木枕基礎(chǔ)土槽木枕基礎(chǔ)適用于地基土承載力大又無地下水的情況將工作坑底平整后在坑底挖槽并埋枕木枕木上安放導軌并用道釘將導軌固定在枕木上施工操作簡單，用料不多且可重復(fù)使用，造價較低。(2卵石木枕基礎(chǔ)卵石木枕基礎(chǔ)適用于雖有地下水但滲透量不大，而地基土為細粒的粉砂土,為了防止安裝導軌時擾動基土,可鋪一層卵石或級配砂石,以增加其承載能力,并能保持排水通暢在枕木間填粗砂找平這種基礎(chǔ)形式簡單實用較混凝土基礎(chǔ)造價低，一般情況下可代替混凝土基礎(chǔ)。（3混凝土木枕基礎(chǔ)混凝土木枕基礎(chǔ)適用于地下水位高地基承載力又差的地方在工作坑澆筑混凝土，同時預(yù)埋方木作軌枕。這種基礎(chǔ)能承受較大荷載，工作面趕超無泥濘，但造價較高.7.2導軌導軌設(shè)置在基礎(chǔ)之上其作用是引導管子按照設(shè)計的中心線和坡度頂進保證管子在即將頂進土層前位置正確因此導軌的安裝是保證頂管工程質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。導軌有鋼導軌和木導軌兩種施工中應(yīng)首先選用鋼導軌鋼導軌一般采用輕型鋼軌，管徑較大時,也可采用重型鋼軌。(1軌距計算如圖8-9所示兩根鋼軌的距離控制在管徑的0。45～0。6倍之間軌距可按（8-5）式計算。式中D——管子內(nèi)直徑，mm；t——管壁厚度，mm；h-—鋼導軌高度，mm；（5）c——管外壁與基礎(chǔ)面的間隙,一般取30mm；A0——兩導軌中距，m;a—-導軌頂面寬度，m。(2導軌的安裝方法及技術(shù)要求由于導軌是一個定向軌道其安裝質(zhì)量對管道頂進工作影響很大一般的導軌都采取固定安裝，但有一種滾輪式的導軌，如圖8-10所示，具有兩導軌間距調(diào)節(jié)以減少導軌對管子摩擦適用于鋼筋混凝土管頂管和外設(shè)防腐層的鋼管頂管.安裝后的導軌應(yīng)當牢固不得在使用中產(chǎn)生位移并且要求兩導軌應(yīng)順直平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度相一致，導軌的安裝精度必須滿足施工要求。7。3后背與后背墻后背與后背墻是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu),在管子頂進過程中所受到的全部阻力，可通過千斤頂傳遞給后背及后背墻為了使頂力均勻地傳遞給后背墻在千斤頂與后背墻之間設(shè)置木板方木等傳力構(gòu)件稱為后背后背墻應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，當最大頂力發(fā)生時,不允許產(chǎn)生相對位移和彈性變形.常用的后背形式有原土后背墻人工后背墻等當土質(zhì)條件差頂距長管徑大時，也可采用地下連續(xù)墻式后背墻、沉井式后背墻和鋼板樁式后背墻。（1原土后背墻后背墻最好采用原土后背墻這種后背墻造價低修建方便適用于頂力較小，土質(zhì)良好，無地下水或采用人工降低地下水效果良好的情況。一般的黏土、亞黏土、砂土等都可做原土后背墻。原土后背墻安裝時緊貼垂直的原土后背墻密排15cm×15cm或20cm×20cm的方木，其寬度和高度不小于所需的受力面積，排木外側(cè)立2~4根立鐵,放在千斤頂作用點位置,在立鐵外側(cè)放一根大剛度橫鐵,千斤頂作用在橫鐵上。根據(jù)施工經(jīng)驗當頂力小于400t時原土后背墻的長度一般不小于7.0m就不致發(fā)生大位移現(xiàn)象(墻后開槽寬度不大于3.0m），其結(jié)構(gòu)形式如圖8-11所示。（2人工后背墻原土后背墻當無原土作后背墻時，應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墻人工后背墻做法很多其中一種是利用已頂進完畢的管道作后背墻時修筑跨在管道上的塊石擋土墻作為人工后背墻其結(jié)構(gòu)形式如圖8—12所示。7。4頂進設(shè)備頂進設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、下管及運土設(shè)備等.（1千斤頂和油泵千斤頂又稱為“頂鎬"是掘進頂管的主要設(shè)備目前多采用液壓千斤頂千斤頂在工作坑內(nèi)常用的布置方式為單列、并列和環(huán)周等形式，如圖8-13所示。當采用單列布置時應(yīng)使千斤頂中心與管中心的垂線對稱采用并列或環(huán)周布置時，頂力合力作用點與管壁反作用力合力作用點在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂進力偶,造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用人工挖土，管上半部管壁與土壁有間隙時,千斤頂?shù)闹c作用在垂直直徑的1/4～1/5為宜。油泵宜設(shè)在千斤頂附近油路應(yīng)順直轉(zhuǎn)角少油泵應(yīng)與千斤頂相匹配并應(yīng)有備用油泵。油泵安裝完畢,應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)。（2頂鐵頂鐵是為了彌補千斤頂行程不足而設(shè)置的是管道頂進時在千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件其作用是將千斤頂?shù)暮狭νㄟ^頂鐵比較均勻的分布在管端同時也是調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間的距離起到伸長千斤頂活塞的作用.因此頂鐵兩面要平整厚度要均勻要有足夠的剛度和強度以確保工作時不會失穩(wěn).頂鐵是由各種型鋼拼接制成，有U形、弧形環(huán)形幾種，如圖8-14所示。其中U形頂鐵一般用于鋼管頂管使用時開口朝上弧形內(nèi)圓與頂管的內(nèi)徑相同；弧形頂鐵使用方式與U形相似一般用于鋼筋混凝土管頂管環(huán)形頂鐵是直接與管段接觸的頂鐵，它的作用是將頂力盡量均勻的傳遞到管段上.頂鐵與管口之間的連接,無論是混凝土管還是金屬管，都應(yīng)墊以緩沖材料,使頂力比較均勻的分布在管端避免應(yīng)力集中對管端的損傷當頂力較大時與管端接觸的頂鐵應(yīng)采用U形頂鐵或環(huán)形頂鐵以使管端承受的壓力低于管節(jié)材料的允許抗壓強度.緩沖材料一般可采用油氈或膠合板.（3下管和運土設(shè)備工作坑的垂直運輸設(shè)備是用來完成下管和出土工作的運輸方法應(yīng)根據(jù)施工具體情況而定,通常采用三角架配電葫蘆、龍門吊、汽車吊和輪式起重機等。8、頂管接口8.1鋼管接口鋼管接口一般采用焊接接口。頂進鋼管采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿和肋板保護層時，焊接后應(yīng)補做焊口處的外防腐處理.8。2鋼筋混凝土管接口鋼筋混凝土管接口分為剛性接口與柔性接口采用鋼筋混凝土管時在管節(jié)未進入土層前接口外側(cè)應(yīng)墊以麻絲油氈或木墊板管口內(nèi)側(cè)應(yīng)留有10~20mm的空隙。頂緊后兩管間的空隙宜為10～15mm；管節(jié)入土后，管節(jié)相鄰接口處安裝內(nèi)漲圈時應(yīng)使管節(jié)接口位于內(nèi)漲圈的中部并將內(nèi)漲圈與管端之間的縫隙用木楔塞緊。鋼筋混凝土管常用鋼漲圈接口、企口接口、“T”形接口等幾種方式進行連接。(1鋼漲圈連接常用于平口鋼筋混凝土管管節(jié)穩(wěn)好后在管內(nèi)側(cè)兩管節(jié)對口處用鋼漲圈連接起來形成剛性口以避免頂進過程中產(chǎn)生錯口鋼漲圈是用8mm左右的鋼板卷焊成圓環(huán)，寬度為300～400mm。環(huán)的外徑小于管內(nèi)徑30~40mm.連接時將鋼漲圈放在兩管節(jié)端部接觸的中間然后打入木楔使鋼漲圈下方的外徑與管內(nèi)壁直接接觸待管道頂進就位后將鋼漲圈拆除內(nèi)管口處用油麻石棉水泥填打密實，如圖8—15所示。圖15鋼漲圈接口1—麻辮；2-石棉水泥;3—木楔；4-鋼漲圈（2企口連接企口連接通?？梢圆捎脛傂越涌诤腿嵝越涌?，如圖8—16、8—17所示.采用企口連接的鋼筋混凝土管不宜用于較長距離的頂管。圖16企口剛性連接圖17企口柔性連接(3“T形接口“T”形接口的做法是在兩管段之間插入一鋼套管,鋼套管與兩側(cè)管段的插入部分均有橡膠密封圈，如圖8-18所示。采用T形鋼套環(huán)橡膠圈防水接口時混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔平整無砂眼氣泡接口尺寸符合規(guī)定橡膠圈的外觀和斷面組織應(yīng)致密均勻無裂縫孔隙或凹痕等缺陷安裝前應(yīng)保持清潔無油污且不得在陽光下直曬鋼套環(huán)接口無疵點，焊接接縫平整，肋部與鋼板平面垂直,且應(yīng)按設(shè)計規(guī)定進行防腐處理；木襯墊的厚度應(yīng)與設(shè)計頂力相適應(yīng).圖18“T"形接口9、頂進管道頂進的過程包括挖土頂進測量糾偏等工序從管節(jié)位于導軌上開始頂進起至完成這一頂管段止始終控制這些工序就可保證管道的軸線和高程的施工質(zhì)量.開始頂進的質(zhì)量標準為：軸線位置3mm,高程0~+3mm.9.1挖土與運土管前挖土是保證頂進質(zhì)量及防止地面沉降的關(guān)鍵由于管子在頂進中是順著已挖好的土壁前進的所以管前挖土的方向和開挖形狀直接影響頂進管位的正確性因此管前周圍超挖應(yīng)嚴格控制在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進時管端上方允許有≤15mm的空隙,以減少頂進阻力。管端下部135中心角范圍內(nèi)不得超挖保持管壁與土壁相平也可以留10mm厚土層不挖在管子頂進時切去，防止管端下沉.在不允許頂管上部土下沉地段如鐵路、重要建筑物等，頂進時,管周圍一律不準超挖。管前挖土深度應(yīng)視土質(zhì)情況和千斤頂?shù)墓ぷ餍谐潭ㄒ话銥榍Ы镯數(shù)某鲦€長度如果超挖過大土壁開挖形狀不易控制容易引起管位偏差和上方土坍塌特別對松軟土層應(yīng)對管頂上部土進行加固或在管前安裝管檐操作人員工作時，要警惕土方坍塌傷人。管前挖出的土應(yīng)及時外運，一般通過管內(nèi)水平運輸和工作坑的垂直提升送到地面。9。2頂進頂進是利用千斤頂出鎬在后背不動的情況下將管子推入土中其操作過程如下：安裝U型頂鐵或環(huán)形頂鐵并擠牢,待管前挖土滿足要求后，啟動油泵,操縱控制閥，使千斤頂進油,活塞伸出一個行程，將管子推進一段距離.(2)操縱控制閥，使千斤頂反向進油，活塞回縮。（3)安裝頂鐵，重復(fù)上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一節(jié)管子為止。(4）卸下頂鐵,下管，在混凝土管接口處放一圈油麻、橡膠圈或其它柔性材料,管口內(nèi)側(cè)留有適當間隙，以利于接口和應(yīng)力均勻。(5）在管內(nèi)口安裝內(nèi)漲圈。如設(shè)計有外套環(huán)時，可同時安裝外套環(huán)。（6)重新裝好U型頂鐵或環(huán)形頂鐵，重復(fù)上述操作.頂進時應(yīng)遵照“先挖后頂隨挖隨頂”的原則應(yīng)連續(xù)作業(yè)盡量避免中途停止工程實踐證明在黏性土層中頂進時因某種原因使連續(xù)施工中斷重新起頂時頂力將會增加50％～100％但在飽和砂土中頂進中斷后重新起頂時,頂力會比中斷前的頂力小.這一點施工中應(yīng)引起注意.另外在管道頂進中發(fā)現(xiàn)管前方坍塌后背傾斜偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進，查明原因，排除障礙后再繼續(xù)頂進。9。3測量頂管施工時為了使管節(jié)按設(shè)計的方向頂進除了在頂進前精確地安裝導軌、修筑后背及布置頂鐵還應(yīng)在管道頂進的全部過程中控制工具管前進的方向這些都需要通過測量來保證。管道頂進過程中應(yīng)對工具管的中心和高程進行測量測量工作應(yīng)及時準確以便管節(jié)正確地就位于設(shè)計的管道軸線上測量工作應(yīng)頻繁地進行以便及時發(fā)現(xiàn)管道的偏移當?shù)谝还?jié)管就位于導軌上以后即進行校測符合要求后開始進行頂進一般在工具管剛進入土層時應(yīng)加密測量次數(shù)常規(guī)做法每頂進30cm，測量不少于1次進入正常頂進作業(yè)后每頂進100cm測量不少于1次每次測量都以測量管子的前端位置為準.一般情況下可用水準儀進行高程測量經(jīng)緯儀進行軸線測量采用垂球進行轉(zhuǎn)動測量較先進的測量方法有激光經(jīng)緯儀測量測量時在工作坑內(nèi)安裝激光發(fā)射器，按照管線設(shè)計的坡度和方向?qū)l(fā)射器調(diào)整好,同時管內(nèi)裝上接收靶，靶上刻有尺度線，如圖8-19所示。當頂進的管道與設(shè)計位置一致時激光點直射靶心說明頂進質(zhì)量良好沒有偏差，如圖8—20所示。全段頂完后應(yīng)在每個管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程有錯口時應(yīng)測出相對高差.測量記錄應(yīng)完整、清晰。9.4糾偏在頂管過程中如發(fā)現(xiàn)首節(jié)管子發(fā)生偏斜必須及時給予糾正否則偏斜就會越來越嚴重甚至發(fā)展到無法頂進的地步出現(xiàn)偏斜的主要原因有管節(jié)接縫斷面與管子中心線不垂直工具管迎面阻力的分布不均多臺千斤頂頂進時出鎬不同步等.工程中通常采用以下方法進行糾偏校正。(1挖土校正法一般頂進偏差值較小時可采用此法當管子偏離設(shè)計中心一側(cè)時可在管子中心另一側(cè)適當超挖而在偏離一側(cè)少挖或留臺這樣繼續(xù)頂進時借預(yù)留的土體迫使管端逐漸回位。該法多用于黏土或地下水位以上的砂土中,如圖8-21所示。根據(jù)施工部位的不同可分為管內(nèi)挖土校正和管外挖土校正兩種當采用管內(nèi)挖土校正時開挖面一側(cè)保留土體另一側(cè)開挖頂進時土體的正面阻力移向保留土體的一側(cè)，管道向該側(cè)校正。如采用管外挖土校正,則管內(nèi)的土被挖凈，并挖出刃口,管外形成洞穴。洞穴的邊緣,一邊在刃口內(nèi)側(cè)，一邊在刃口外側(cè),頂進時管道順著洞穴方向移動。(2斜撐校正法當偏差較大或采用挖土校正無效時,可采用斜撐校正法.如圖8-22所示，用圓木或方木一端頂在偏斜反向的管子內(nèi)壁上另一端支撐在墊有木板的管前土層上開動千斤頂利用頂木產(chǎn)生的分力使管子得到校正此法也適合管子錯口的校正。（3襯墊校正法對于在淤泥或流砂地段施工的管子因地基承載力較弱經(jīng)常出現(xiàn)管子低頭現(xiàn)象這時在管底或管子一側(cè)添加木楔使管道沿著正確的方向頂進如圖8—23所示.10、長距離頂管措施頂管中一次頂進長度受管材強度頂進土質(zhì)后背強度及頂進技術(shù)等因素限制，一般一次頂進長度最大達60～100m.當頂進距離超過一次頂進長度時，可采用中繼間頂進觸變泥漿套頂進等方法以提高在一個工作坑內(nèi)的頂進長度，減少工作坑數(shù)目。10.1中繼間頂進法中繼間頂進就是把管道一次頂進的全長分成若干段在相鄰兩段之間設(shè)置一個鋼制套管套管與管壁之間應(yīng)有防水措施在套管內(nèi)的兩管之間沿管壁均勻地安裝若干個千斤頂，該裝置稱為中繼間，如圖8-24所示。中繼間以前的管段用中繼間頂進設(shè)備頂進中繼間以后的管段由工作坑的主千斤頂頂進如果一次頂進距離過長可在頂段內(nèi)設(shè)幾個中繼間這樣可在較小頂力條件下進行長距離頂管。采用中繼間頂管時頂進一定長度后即可安設(shè)中繼間之后繼續(xù)頂進當工作坑主千斤頂難以頂進時開動中繼間千斤頂以后邊管子為后背向前頂進一個行程然后開動工作坑內(nèi)的千斤頂使中繼間后面的管子和中繼間一同向前推進一個行程而后再開動中繼間千斤頂如此連續(xù)循環(huán)操作完成長距離頂進.管道就位以后應(yīng)首先拆除第一個中繼間開動后面的千斤頂將中繼間空檔推攏接著拆第二個第三個直到把所有中繼間空檔都推攏后頂進工作方告結(jié)束。中繼間的特點是減少頂力效果顯著操作機動靈活可按照頂力大小自由選擇分段接力頂進但也存在設(shè)備較復(fù)雜加工成本高操作不便及降低工效等不足。10。2觸變泥漿套法觸變泥漿套法是將觸變泥漿注入所頂進管子四周形成一個泥漿套層用以減小頂進的管子與土層的摩擦力并能防止土層坍塌一次頂進距離可較非泥漿套頂進增加2～3倍。長距離頂管時，常和中繼間配合使用。觸變泥漿是由膨潤土加一定比例的堿(一般為Na2CO3)、化學漿糊、高分子化合物及水配制而成膨潤土是觸變泥漿的主要成份它有很大的膨脹性很高的活性吸水性和基因的交換能力堿主要是提供離子促使離子交換改變黏土顆粒表面的吸附層，使顆粒高度分散,從而控制觸變泥漿。一般觸變泥漿由攪拌機械拌制后儲于儲漿罐內(nèi)由泵加壓經(jīng)輸泥管輸送到工具管的泥漿封閉環(huán)內(nèi)再由封閉環(huán)上開設(shè)的注漿孔注入到坑壁與管壁間的孔隙中，形成泥漿套，如圖8-25所示。工具管應(yīng)具有良好的密封性,防止泥漿從工具管前端漏出。在長距離或超長距離頂管中由于施工工期較長泥漿的失水將會導致觸變泥漿失效因此必須從工具管開始每隔一定距離設(shè)置補漿孔及時補充新的泥漿.管道頂進完畢后，拆除注漿管路，將管道上的注漿孔封閉嚴密.11、存在問題頂管技術(shù)在我國的存在的主要問題是，機械設(shè)備技術(shù)比較落后,地區(qū)差異明顯，水平參差不齊，缺乏規(guī)范化,人才不足，尚待進一步宣傳推廣。目前而言，對頂管機械設(shè)備我國主要依賴于進口,雖然國內(nèi)也有生產(chǎn)企業(yè),但技術(shù)仍落后于國際先進水平,掘進機型號種類不足以適應(yīng)工程需要，我國尚無適于中強度巖層以上的巖盤掘進機，適應(yīng)土質(zhì)范圍不寬，且耐用性、機械化、自動化水平不夠。從地域上說,頂管技術(shù)的發(fā)展與我國地域經(jīng)濟水平相適應(yīng)，我國東部的頂管技術(shù)發(fā)展水平遠遠高于中西部地區(qū)，僅廣東、上海、浙江、江蘇和山東五省市就占到了非開挖鋪管工作量的75%.而西部地區(qū)僅在西氣東輸項目下有為數(shù)不多的頂管穿越工程,中西部地區(qū)與東部沿海地區(qū)差距非常顯著。頂管施工技術(shù)在城市之間的發(fā)展不平衡,在上海,北京、廣州等大城市技術(shù)水平比較高,應(yīng)用比較普遍，但在中小城市應(yīng)用較少，在中西部地區(qū)的城市應(yīng)用更少。在同一城市發(fā)展也不平衡，據(jù)廣州市建委2004年對廣州市頂管現(xiàn)狀的有關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該市的頂管技術(shù)發(fā)展極不平衡，機械化的頂管施工不很多，手掘式頂管仍占最大比例，對頂管施工技術(shù)的采用不積極，往往不是管線鋪設(shè)的首選,被看作是無法開挖的無奈之舉.不同施工企業(yè)的施工水平也不平衡，有些還處在比較原始的階段，也有一些應(yīng)用失敗的工程，客觀上阻礙了頂管技術(shù)的推廣發(fā)展。影響頂管技術(shù)應(yīng)用的另一個因素是,行業(yè)規(guī)范化不夠,存在同行低水平惡性競爭的現(xiàn)象，專業(yè)人才缺乏，現(xiàn)有的從業(yè)人員大多是從事一般的土木工程施工中轉(zhuǎn)化而來，缺少專業(yè)訓練。今后仍需加強管理，努力推廣先進技術(shù)，提高施工水平和改善施工工藝。砂卵石地層淺埋暗挖隧道近橋樁施工注漿加固技術(shù)--——即砂卵石地層淺埋暗挖法快速施工技術(shù)參考文獻References［1］黃樹爐.砂卵石地層淺埋暗挖隧道近橋樁施工注漿加固技術(shù)研究［D]。北京：北京交通大學，2006HuangShanglu.ResearchofGroutingConsolidationTechnologyofShallowCoverTunnelnearBridgePileinSandyGravelGround[D］。Beijing:BeijingJiaotongUniversity,2006［2］吳江濱.大粒徑砂卵石地層小導管成孔技術(shù)試驗研究［J］.建筑技術(shù),2021，40（11）:1018—1WuJiangbin.TestandResearchonPore—formingTechniquesonDuctuleLargeParticleSandyCobbleStratum[J］.ArchitecturTechnology,2021,40（11):1018-1[3]楊本偉。砂卵石富水地層注漿加固技術(shù)［J］?？萍寂c生活,2021，(12):56—57YangBenwei。TheInjectingReinforcementTechniqueofSandyGravelsWateryStrata［J]。TechnologyandLife，2021，（12）：56-57[4］孔恒，黃明利,李元暉,等。砂卵石地層淺埋暗挖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)研究[R].北京:北京市政建設(shè)集團有限責任公司,2021KongHeng,HuangMingli,LiYuanhui,et.KeyConstructionTechnologyofShallowExcavationTunnelinSandyGravelStrata［R].Beijing:BeijingMunicipALGroup，2021［5］劉明.砂卵石地層淺埋暗挖地鐵隧道施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.市政技術(shù)，2021，29(2）：82-83，86LiuMing。KeyConstructionTechnologyofShallowSubwayTunnelinSandyGravelStratum［J］。MunicipalEngineeringTechnology，2021，29(2）：82—83,86

1依托工程情況1。1工程概況

北京地鐵四號線三期土建工程第12＃標段由西直門車站改造、新街口車站、西直門站—動物園站區(qū)間、新街口站-西直門站區(qū)間四部分組成，其中區(qū)間部分采用淺埋暗挖法施工。本工程起點為西內(nèi)大街與趙登禹大街丁字路口北側(cè)，向西沿西內(nèi)大街北側(cè)至西直門立交橋，正交下穿2號線西直門車站往西沿西外大街下方直至動物園.本標段暗挖隧道工程左右線計大于4.1km，90％為穿越砂卵石地層，并且要穿越西直門高粱橋等一級風險源。1。2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

(1)地質(zhì)條件

根據(jù)勘測資料，隧道所處地層為第四紀沉積層.區(qū)間隧道頂板主要位于卵石圓礫⑤層中下部，礫石為亞圓形，級配較好,含細砂約30％，含圓礫約10％。卵石部分粒徑大于9cm，一般為2～4cm；礫石成份為輝綠巖、砂巖等，屬于Ⅴ~Ⅵ級圍巖。區(qū)間隧道邊墻穿過的巖土層上部主要為粉質(zhì)粘土⑥層、粉土⑥2層、卵石圓礫⑤層及中粗砂⑤1層；下部為卵石圓礫⑦層、中細砂⑦1層，均屬Ⅴ～Ⅵ級圍巖。區(qū)間隧道底板主要位于飽和的卵石圓礫⑦層中部、局部為中細砂⑦1層、粉土⑦3層、粉質(zhì)粘土⑦4層,屬于Ⅴ～Ⅵ級圍巖.

通過實驗室篩分試驗表明,隧道穿越地層為卵石—圓礫層，多數(shù)粒徑為20～70mm，最大粒徑達到150mm，含砂率為11%～30%,平均內(nèi)摩擦角為35°左右，N值為27～50,施工中遇到過最大的卵石達250mm。

（2)水文條件

地下水主要分為三層：上層滯水、潛水和承壓水，具體情況見表1。1.3工程風險

(1）隧道頂部以卵礫石地層為主，圍巖穩(wěn)定性差,在暗挖隧道開挖時無法形成自然力拱，易發(fā)生塌落現(xiàn)象。

(2）隧道結(jié)構(gòu)邊墻下部以碎石土和粉砂類土為主，自穩(wěn)能力差，且含有潛水賦存水，容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象，隧道結(jié)構(gòu)底部也需注意底鼓和涌砂。

(3）區(qū)間沿線局部表層人工填土以下為新近沉積層,厚度為0。5~7.3m,位于結(jié)構(gòu)頂板以上5～7m，土體尚未密實，施工時的擾動可能會使尚未密實的土體發(fā)生自沉，變化大的甚至會波及到地面，對地面及地表建筑物產(chǎn)生影響，特別是隧道上方西直門高粱橋是交通主干道，施工過程必須控制高粱橋橋樁下沉和傾斜，確保橋梁和道路的安全。

2砂卵石地層設(shè)計參數(shù)優(yōu)化2.1初始設(shè)計參數(shù)

本段工程初始設(shè)計沒有考慮砂卵石特點,按一般地層進行設(shè)計。

（1）小導管初始設(shè)計參數(shù)

將φ42×3.25mm無縫鋼管按每3m截成一段，在鋼管的一端做成100mm長的圓錐狀,以便于插打.在距另一端100mm處焊接φ6mm鋼筋箍，防止打設(shè)小導管時端部開裂，影響注漿管路連接。距鋼筋箍一端800mm內(nèi)不開孔，以防漏漿，剩余部分每隔200mm梅花型布設(shè)φ8mm溢漿孔，以用于泄?jié){，防止注漿出現(xiàn)死角。

小導管加工成形見圖1。

初始設(shè)計每2榀格柵一打。小導管沿開挖輪廓從格柵腹部穿過，環(huán)向間距300mm，仰角及外插角10°~15°,在拱形段范圍內(nèi)布設(shè)，前后兩排小導管搭接長度不小于1m.

具體小導管注漿見圖2。

（2）注漿參數(shù)初始設(shè)計

注漿材料按以下原則選?。簩τ跓o水粗砂及砂礫（卵）石地層選擇單液水泥漿；對于有水的粗砂及礫石地層，選擇水泥－水玻璃雙液漿。初始注漿參數(shù)如下：注漿初壓0。3MPa，注漿終壓0。5MPa;漿液擴散半徑0。25m；注漿速度≤30L/min.2.2遇到的困難和出現(xiàn)的問題

按以上設(shè)計參數(shù)加工小導管進行施工，遇到了以下困難：

（1)在砂卵石地層進行超前導管鉆孔過程中,不易成孔，卵石卡夾鉆頭，鉆進難度很大；鉆桿在取出時易發(fā)生塌孔，造成導管注漿無法正常進行。

(2)在砂卵石地層中施工超前小導管由于成孔難度大,施工速度慢，對地層擾動很大，常常塌方[1］。

（3）由于導管打入深度達不到設(shè)計深度，常造成地層難以注漿成拱,超挖量較大,工作面穩(wěn)定性難以保證。

（4)由于小導管打設(shè)困難，一般需要一個工班才能完成全部小導管打設(shè)，同時難以保證施工質(zhì)量，導致工效非常低，每天有時只能進行一個循環(huán)，常常進尺小于1m/d，月進度為20~30m。2.3設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化

（1）小導管設(shè)計參數(shù)優(yōu)化

分析砂卵石地層按初始設(shè)計施工帶來的困難，主要原因就是注漿小導管參數(shù)設(shè)計不合理引起的。通過地層預(yù)加固機理和原則分析,對小導管參數(shù)提出了優(yōu)化方案[2］.

小導管采用φ32×3。25mm熱軋無縫鋼管,管長L=1.8m，環(huán)向間距250mm.小導管采用一榀一打，仰角及外插角為10°～15°。為了便于漿液擴散,溢漿孔采用φ5@200、梅花形布置的小孔(圖3）.通過施工實踐，優(yōu)化設(shè)計可以滿足施工安全、快速、經(jīng)濟的目標。

（2）注漿設(shè)計參數(shù)優(yōu)化

注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿,注漿初壓為0.1MPa，終壓為0.2~0。3MPa,注漿壓力不宜超過0。3MPa。進漿速度控制每根導管漿液總進量在30L/min以內(nèi).導管注漿采用定量注漿，可按地層吸漿量計算，如達不到定量漿液，但孔口壓力已達到0。5MPa時,即結(jié)束注漿[3］。

3砂卵石地層區(qū)間隧道淺埋暗挖法施工3。1砂卵石地層淺埋暗挖法施工原則

在區(qū)間隧道的開挖支護施工中，除應(yīng)嚴格執(zhí)行淺埋暗挖法“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的十八字施工原則外，針對砂卵石地層中施工出現(xiàn)的困難情況，結(jié)合工程實踐,提出了在砂卵石地層中應(yīng)遵循的原則［4，5］：

早封面—-—在打設(shè)注漿小導管前,首先噴射較薄混凝土層，以穩(wěn)定工作面，避免小導管打設(shè)時震動坍塌。

管細短———針對砂卵石地層小導管打設(shè)困難,相對一般地層而言，超前注漿小導管參數(shù)選擇時盡量選用“短"、“細"鋼管.“短”指的是在保證1m重疊基礎(chǔ)上每榀一打,榀距視小導管打設(shè)難易進行調(diào)整；“細”指的是小導管在保證剛度要求的前提下盡量減小管徑，以減少打設(shè)摩擦阻力，方便打設(shè)。

少擾動———在打設(shè)導管和開挖時盡量少擾動地層,防止卵石滑塌。

快凝固—-—因砂卵石地層漿液易于滲透，且有遇水易塌方特點,在小導管注漿漿液選擇時盡量選擇早凝固型漿液，以凝固膠結(jié)地層，促拱早形成。

固拱腳——-砂卵石地層一般在臺階法施工時，較粘土地層臺階長度要稍長,因而成環(huán)相對滯后，對上部格柵一定要打設(shè)鎖腳注漿錨管，以穩(wěn)固拱腳,改善受力條件，減小地層變形。

中拉槽———由于砂卵石地層自穩(wěn)性差，下部臺階很難像粘土地層那樣形成規(guī)則臺階，需要在臺階中部拉槽，以保證下臺階處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保施工安全。3.2砂卵石地層暗挖地鐵區(qū)間隧道施工工藝3。2.1工藝流程

（1）砂卵石地層淺埋暗挖施工流程見圖4。

（2）砂卵石地層淺埋暗挖施工方法概述

暗挖隧道共分為二步臺階進行施工，臺階長度取3～5m。上下臺階的分界線在格柵連接點位置,先開挖上臺階土方并噴射混凝土支護，再開挖下臺階土方并支護，支護封閉成環(huán)。

①上臺階開挖及支護

中間留核心土，開挖上臺階的弧形導洞，弧形導洞完成后即初噴混凝土3～5cm，然后架立格柵鋼架，掛鋼筋網(wǎng)，噴混凝土至設(shè)計厚度.核心土留成臺狀，上臺階開挖高度在3.0m左右，核心土高度1.7m，上口寬1.5m左右,核心土沿掘進方向長度為0.75～1.5m，核心土的形狀在保證維持掌子面穩(wěn)定的前提下,兼作為工作平臺,以便于進行格柵安裝、噴混凝土操作（圖5）。格柵設(shè)計間距0。5m，故循環(huán)開挖距離為0。5m，但在土體不穩(wěn)定地段格柵需加密，開挖步距相應(yīng)減小。

上臺階施工順序：封閉掌子面→超前小導管打入→超前小導管注漿加固地層→留核心土開挖上臺階土方→測量開挖斷面輪廓→初噴混凝土3～5cm→安裝格柵鋼架→掛鋼筋網(wǎng)→搭設(shè)注漿鎖腳錨管→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度.

②下臺階開挖及支護

下臺階采用邊墻單側(cè)交錯方式開挖，先按倒圓臺形式開挖中間核心土，隨后開挖一側(cè)的邊墻,開挖步距0。5m，即一個格柵間距;挖至設(shè)計輪廓后,立即安裝格柵鋼架、噴混凝土；該側(cè)的邊墻支護完畢后再進行另一側(cè)邊墻的開挖及支護。兩邊墻均支護完畢后，開挖底板土方，安裝仰拱格柵，噴射仰拱混凝土，封閉成環(huán)（圖6)。之后再進行下一循環(huán)的施工.

下臺階施工順序：開挖中間核心土→左側(cè)邊墻土方開挖→測量開挖斷面輪廓→初噴混凝土3～5cm→安裝格柵鋼架→掛鋼筋網(wǎng)→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度→右側(cè)邊墻土方開挖→測量開挖斷面輪廓→初噴混凝土3～5cm→安裝格柵鋼架→掛鋼筋網(wǎng)→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度→底板土方開挖→測量開挖斷面輪廓→初噴混凝土3～5cm→安裝格柵鋼架→掛鋼筋網(wǎng)→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。3.2.2施工方法要點

（1）超前小導管注漿施工

①超前小導管施工工藝流程（圖7）

在導洞作業(yè)面開挖前，噴混凝土封閉掌子面，沿結(jié)構(gòu)拱部初期支護內(nèi)輪廓線通過已安裝好的鋼格柵腹部打入帶孔小導管，然后通過小導管向圍巖壓注漿,對砂層進行加固封堵，防止施工時涌水、涌砂、坍塌，并在結(jié)構(gòu)輪廓線外形成一個0。4~1。0m厚的弧型加固圈，在此加固圈的保護下安全地進行開挖作業(yè)。

②注漿材料

施工時根據(jù)地質(zhì)情況和試驗確定施工配合比。

③注漿工藝

小導管安設(shè)采用引孔打入法，安設(shè)步驟如下:用YT-28風鉆吹孔,開孔直徑為60mm,風壓為0.5～0.6MPa，深度為2m。

用帶沖擊的YT-28風錘將小導管頂入孔中，然后檢查導管內(nèi)有無充填物,如有充填物,用吹管吹出或掏勾勾出，也可直接用錘擊插入鋼管。

用塑膠泥（40Be’水玻璃拌合P32.5水泥)封堵導管周圍及孔口。

嚴格按設(shè)計要求打入導管，管端外露20cm,外露部分焊接在鋼格柵上，并可以安裝注漿管路。

（2）注漿漿液配制、攪拌

①水泥漿采用拌合機攪拌，根據(jù)拌合機容量大小，嚴格按要求投料,根據(jù)地層情況和凝膠時間要求一般水泥漿和水玻璃比例為0。8∶1~1。5∶1.

②攪拌水泥漿的投料順序為：在加水的同時將緩凝劑一并加入并攪拌，待水量加夠后繼續(xù)攪拌1min,最后將水泥投入并攪拌3min.

③緩凝劑摻量根據(jù)所需凝膠時間而定,控制在水泥用量的2％～3%。

④制備水泥漿時，嚴防水泥包裝紙及其它雜物混入，注漿時設(shè)置濾網(wǎng)過濾漿液，未經(jīng)濾網(wǎng)的漿液不進入泵內(nèi)。

（3）鎖腳錨管施工

暗挖初期支護開挖的過程中,在拱腳部位打入兩根錨管，可以有效地減少初期支護拱頂下沉,從而減小地表沉降量。鎖腳錨管采用φ42鋼管，長度2.0m。

鎖腳錨管施工步驟如下：

①用錨管鉆機鉆孔。

②將安裝好錨頭的錨管插入錨孔。

③用注漿接頭將錨管體與注漿泵相連.

④開動注漿泵，使水泥漿充盈錨孔。

為提高錨固效果,水泥漿水灰比為0.5～1,注漿壓力應(yīng)為0.15MPa。錨管施工程序見圖8。3.2。3施工效果分析

（1）在砂卵石地層淺埋暗挖施工中，合理的選擇小管徑的超前注漿小導管,控制打設(shè)長度及間距，與常規(guī)使用的φ42小導管相比具有可操作性強、施工周期短等特點,有效地解決了砂卵石地層暗挖施工的超前支護問題。

（2）下臺階反核心土開挖技術(shù)，有效地減小了臺階高度。

（3）與常規(guī)作法相比，本工法施工安全系數(shù)高、土層沉降數(shù)值小。

（4)通過實踐,依照本工法參數(shù)和原則進行施工,施工效率大為提高,可使每天進尺達到2～2。4m/d，月進度達到60～70m。

4結(jié)論

本文針對北京西直門地區(qū)砂卵石地層區(qū)間隧道施工，實現(xiàn)了一系列的創(chuàng)新，總結(jié)出了一套適合于砂卵石地層的淺埋暗挖快速施工技術(shù)。這項技術(shù)滿足安全、快速、經(jīng)濟的目標。

（1）對設(shè)計參數(shù)進行了優(yōu)化,小導管采用φ32×3。25mm熱軋無縫鋼管，管長L=1。8m，環(huán)向間距250mm；小導管采用一榀一打,實現(xiàn)了安全快速施工。

（2）總結(jié)提出了砂卵石地層淺埋暗挖施工技術(shù)原則，即“早封面”、“管細短”、“少擾動”、“快凝固”、“固拱腳"、“中拉槽”。

（3)提出了一套適合于砂卵石地層的淺埋暗挖臺階法施工工藝，創(chuàng)新性地采用了下臺階反核心土施工技術(shù)。

（4)詳細介紹了砂卵石地層小導管注漿和鎖腳錨管的施工工藝.

（5）在砂卵石地層中采用創(chuàng)新的淺埋暗挖法施工技術(shù),效果明顯,每天進尺達到2～2.4m/d,