土压平衡式矩形顶管顶进施工方法

广州地铁由于地质条件复杂,在施工中遇到了众多难题,如穿越溶洞、穿越高强度花岗岩、穿越珠江等,在施工过程中积累了大量的盾构施工经验。对广州地铁的地质条件进行分析,对复杂地质条件下的土压平衡盾构掘进技术进行了研究和总结

采用自主研制的φ 800 mm 土压平衡盾构掘进试验系统，对砂卵石与砂土地层开展室内缩尺掘进试验研究，以分析土压平衡盾构掘进对地层的扰动特征；同时，针对室内缩尺掘进试验，开展离散元数值模拟以分析盾构掘进开挖面的变形与破坏形态。

本工程为地铁车站的过街地道，过街地道位于地铁车站西侧，采用顶管法施工，地道穿越浦星路，在浦星路东西二侧各设一个工作井，工作井顶板厚600mm，底板、侧板厚700mm。地道采用矩形顶管，通道最大埋深为7.887m。

资料目录 前言 1 特点 2 适用范围 3 工艺原理 4 工艺流程及操作要点 浏览详细目录>> 内容简介 泥水加压平衡顶管是1984年我国的北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备。非开挖敷设管道技术在近年得到广泛的应用。在某市某大道立交污水工程中，采用了泥水加压平衡施工法，管材采用的是新兴DN1600mm玻璃钢夹砂管；并顺利的完成了穿过道路、地下管线复杂地段的施工，取得了显著的效果和社会效应。 1 特点 1.1 泥水加压平衡顶管适用的土质范围比较广（粘性土、砂性土、砂砾土）。 1.2 泥水加压平衡顶管可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，施工引起的地面沉降比较小。 1.3 泥水加压平衡顶管与其他类型顶管比较，施工时总推力比较小，适宜长距离顶管。 1.4 泥水加压平衡顶管机是采用地面遥控操作的，操作人员不必到管子里面去，因而改善了操作人员的工作条件，作业也比较安全，解决了小口径顶管操作人员进出管子困难的问题。 1.5 泥水加压平衡顶管由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，所以它作业时的进度比较快。 1.6 泥水加压平衡顶管的轴线和标高的测量是用激光仪连续测量的，可以做到及时纠偏，顶进质量容易控制。

本资料为：　某地含叠交隧道段单圆加泥式土压平衡盾构区间工程施工组织设计2013，可供参考。

XX市轨道交通1号线一、二期工程由XX站至XX大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划岷江路及规划徐河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路

XX市轨道交通1号线一、二期工程由XX站至XX大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划XX大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划XX路及规划XX河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。

XX市轨道交通1号线一、二期工程由XX站至XX大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划岷江路及规划徐河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。

XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划XX大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划XX路及规划XX河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。

泥水平衡式顶管是一种以全断面切削土体，以泥水压力来平衡土压力和地下水压力，又以泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工法。 泥水平衡顶管相对人工顶管，施工成本高，但是地质情况为流沙时，采用泥水平衡机械顶管较人工顶管安全。

施工顺序 开挖工作坑→打后背钢板柱→滑板、导向墩、后背制作→预制箱涵→安装刃角和工作平台→设备安装→起动顶进。

XX市轨道交通1号线一、二期工程由XX站至XX大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划XX大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划XX路及规划XX河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。

XX市轨道交通1号线一、二期工程由XX站至XX大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 XX路站～XX路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划岷江路及规划徐河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在XX路站始发掘进至XX路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至XX路站，然后吊出。

本资料为矩形顶管施工方案，共72页。 简介：本方案适用于XX站附属Ⅰ、Ⅱ号出入口过路段顶管始发、正常掘进、到达段施工，包含端头加固、管节预制、设备和管节吊装、通道顶管掘进、接口环梁施工等内容。对附属结构施工影响较大为平衡东西月湖水位的PS,1000砼管，埋深6米，与顶管施工端面最近仅50cm，已向南改签，现距Ⅰ号出入口施工范围最近40米，基本不影响施工；其次为铸铁给水管，埋深约2米，直径450，正在使用，距顶管施工端面约4.5米；再次为2号出入口敞口段附近污水管，距离开挖面5.28米。

顶管结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节接口采用“F”型承插式，接缝防水装置采用锯齿型止水圈和双组分聚硫密封膏。管节外形尺寸为6000mm×4300mm，管壁厚为500mm，长度为1.5m，单节重约34.8t；管节混凝土强度为C50，抗渗等级为S8。采用双刀盘式泥水平衡式矩形顶管机进行掘进施工。顶管工程主要工程量管节顶进约30m。 根据地质勘察报告，顶管施工大部分在<2-1>粉细砂层中作业，应采取必要的施工措施，以防土体坍塌。经过注浆加固后的基坑底部土体应能抵抗承压水的水头压力。由于顶管机无法切割钢筋砼结构，为此，在进洞、出洞段必须先作好土体加固后，将原工作井的钻孔桩破除。 地下管线有供水管、电力电缆、通信线、煤气管等管线。在工作井施工过程中需做好对相邻管线的保护，避免成桩以及开挖时对土的扰动造成对管线的影响。顶管施工过程中，加强对各种管线的监测，根据监测数据适时调整顶进施工参数，必要时采取对管线跟踪注浆等保护措施，确保管线安全。 根据地质资料及地下室结构如见图，如待建人行通道管顶覆土只有2.9m，管道穿越的地质是粉砂层，路面车量极多，车量的行走振动对地层稳定影响很大，刀盘前面砂土体自立性差易坍塌，地面沉降严重。建议将待建人行通道放在负二层，增大覆土量，减少地面的沉降；或在路面铺设钢板，减少车量对地面的振动。

本工程为顶管工程。采用Φ800顶管，总长为 m，管中心标高-6.20～-27.72m。

本工程以井下作业为主，工程安全管理上要求“安全第一”的指导思想，必须贯彻在工程施工的始终，切实认真贯彻有关安全生产、文明施工的规章制度，加强对安全生产、文明施工的检查，使管理工作标准化。

泥水平衡顶管施工组织设计，工程概况，顶管方案，质量控制，进度计划等

本工程过中山大道顶管工程位于XX路，XX南侧，为过XX大道地下人行通道。由于该处为广州市主要交通道路，客流量和车流量都很大；且地下管线众多，迁改难度极大，迁改费用极高。所以考虑环境及人流集散的需要，下穿天河路由南向北方向的一条长为约35m的矩形隧道组成。顶管始发井位于天河路中间绿化带及占用两侧各一车道，接收井位于现开挖基坑内。2个顶管井的开挖深度在9m左右，基坑围护主要采用钻孔桩围护，采用桩径Ø 800的旋转钻机进行施工，工作井设置2道Ø600钢管支撑。由于在接收井洞口段、始发井洞口段所处人行道下地下管线众多，为了保证加固方案切实可行，接收井进洞口区域、始发井出洞口段区域的土体均采用坑内水平旋喷桩加固。

本区间工程为XX站～XX站区间，隧道位于规划中XX路下方， 线路沿规划XX路以400m半径曲线东拐后前行，再以350米曲线南拐进 XX路地下至XX站北端，区间起始里程K6+018.919,终点里程 K8+108.711,盾构机在XX地铁车站始发向XX站方向推进。 本区间使用两台全新的德国海瑞克土压平衡盾构机（直径6390mm；总 长度80m）来完成区间的掘进工作,两台盾构机的在南延线施工中编号为 1#，2#。

盾构机为德国海瑞克土压平衡盾构机。在地铁车站北端头井吊装，盾构机吊装井口的尺寸为：左线10米×9.85米；右线10米×7.7米。盾构机介绍：刀盘：开口率28%、滚刀19吧、铲刀68把、边刮刀8把、泡沫孔5个、超挖刀1把。前盾：刀盘驱动马达及减速箱8组、主轴承、人闸、齿轮油散热器等。中盾：推进油缸、控制阀、拼装机等。盾尾：交接油缸、注浆孔、盾尾密封装置等。桥架：泡沫发生器、管线、皮带输送机前端、管片吊机等。1-5号车架。 　　运输设备：110吨液压平板车2台（用于地面盾构机部件的运输）；40吨平板拖车5台（用于地面后配套部件的运输）。 　　吊装设备：80吨吊机1台（用于盾构机存放场地车架的吊装工作）。 　　吊装拟采用的索具是6根直径是60mm，长度8.5m，抗拉强度是1870Mpa，其最小破断拉力是1540KN（钢丝绳型号6×37+fc）；4根直径是32mm, 长 　　17.5m(对折使用)，抗拉强度是1980Mpa, 其最小破断拉力是1143KN（钢 　　丝绳型号6×37+fc）；卸扣全部采用6件50吨美制弓形卸甲。 　　…

XXX改造工程排水管道采用DN800合流管道接入市河边的原有DN800截流管中，管道布置在道路西侧人行道下，总长117+157=274米，设计采用顶管施工，沉井全部采用预制钢筋砼结构，共3座，其中8*8*4.8m矩形工作井1座，6*4.5*4.8m矩形接收井2座。砼设计强度等级为C30、S6。壁厚上部为500mm，下部650mm。管材采用市场专业制造商生产的F型钢承口式钢筋砼管，砼强度为C40，每节管长为2.5米，壁厚为80mm。现场人行道边缘有7处高压线杆，工作井南侧有原通用厂入口6米水泥路，路口南侧有2栋4-5层待拆迁的建筑物，建筑基础外边缘距管道中心线7.5米。其中4#高压线杆在工作井北侧4米，1#高压线杆距顶管中轴线为3.1米，2#高压线杆距顶管中轴线为3.5米，3#高压线杆距顶管中轴线为2.8米，5#高压线杆距顶管中轴线为2.9米，6#高压线杆距顶管中轴线为2.4米,7#高压线杆距顶管中轴线为2.25米，各电线杆距顶管轴线距离详见平面图。现有地面高程为4.3米，管道底面高程分别为0.35-0.5-0.68米，顶管覆土深度最大为3.07米。管道顶进前内侧砼表面用P8710砼防腐涂料进行防腐处理（二底二面）。钢承环采用P8710金属防腐涂料进行防腐处理（二底二面）。 1.2 地质情况 根据地质勘察报告，顶管及沉井施工场地的土层分布及土质情况自上而下分别为： 第（1）层：素填土夹杂填土(Q4ml)，层厚0.90～2.30米，层顶埋深0.00～0.00米，层底标高2.00～3.30米。黄褐色，软塑，松散～稍密，夹杂填土，高压缩性。 第（2）层：粉质粘土(Q4m)，层厚0.40～2.40米，层顶埋深0.90～2.30米，层底标高0.90～1.60米。黄褐色，软塑，干强度中等，中等压缩性，中等韧性，摇振反应无，切面光滑。 第（3）层：淤泥质粉质粘土夹粉质粘土(Q4m)，层厚1.80～2.30米，层顶埋深2.70～3.30米，层底标高-1.00～-0.70米。浅灰色，流塑～软塑，夹粉质粘土，干强度中等，中等～高压缩性，中等韧性，摇振反应慢，切面光滑。 第（4）层：粉土夹粉砂(Q4m)，层厚4.80～7.00米，层顶埋深5.00～5.20米，层底标高-7.70～-5.70米。灰色，稍密，很湿～饱和，夹粉砂，干强度低，中等压缩性，低韧性，摇振反应慢，无光泽。 地质勘查报告详见江苏省岩土工程勘察设计研究院提供岩土工程勘察报告（工程编号：2015011）。 1.3 地下水和大气降水 1.3.1 地下水类型为潜水类型。主要补偿来源为大气降水、地表水以及区域水系。水位水量跟季节和人类活动有关，水量较丰富。勘探期间测得场地内初见地下水位标高范围值为2.2~2.4m,平均初见地下水位标高为2.3m,稳定地下水位标高范围为2.2~2.3m，平均稳定地下水位标高为2.3m。 1.3.2 根据水文地质资料，近年场区内最高地下水位在自然地下0.5m左右，最低地下水位在自然地面地下2.0m左右，水位常年变化幅度为1.5m。 地区年平均降水量为1044.7mm，四季都有雨水，但夏季明显偏多，6－9月份达660mm，占全年的64％。 本工程施工期为（5）月~（8）月，属雨季施工，雨水偏多，对工程具有较大的影响。

车站站址处有xx桥桥桩，桥梁上部结构为27+35+27m的三跨连续梁，采用单箱单室预应力箱形梁；下部结构为钢筋混凝土矩形墩柱+杯型基础的结构形式，站址所在路口的西北角是公交总站；东北角为韩庄子二里住宅小区；东南角为欧尚超市；西南角为星火科技大厦。

车站设计： 　　 车站为双层三跨岛式车站，有效站台宽12.00m。主体结构宽21.30m，高17.07m，覆土约7.60m，车站总建筑面积为18687m2。 　　 车站设2个风道、4个出入口、2个无障碍电梯、1个设备通道、1个外挂结构和2个安全出口。1号风道位于东南象限绿地内，采用明挖法施工；2号风道位于西北象限绿地内，为双层单跨拱顶直墙结构，“洞桩法”施工；4个出入口分别位于车站的四个象限，出入口跨路部分采用暗挖施工，场地条件允许时采用明挖施工；外挂结构位于西北象限绿地内，采用明挖法施工。 　　...... 　　区间设计： 　　 区间结构设计采用单层衬砌形式，管片采用钢筋混凝土管片。为有效地拟合区间曲线，衬砌环采用三种形式，即：标准衬砌环、左转弯衬砌环、右转弯衬砌环。 　　...... 　　区间总体施工部署： 　　 本区间采用2台Φ6250mm土压平衡盾构施工，两台盾构机先后从xx站北端始发，至xx站西端接收后盾构解体、吊出。 　　 在盾构掘进过程中我们将分为两个阶段，第一是试掘进阶段（前100米），掘进速度5～6m/天，第二为正常掘进阶段，掘进速度10m/天。 　　...... 　　编制于2013年，共452页，附CAD设计图，盾构场地布置图、车站平面图等。

地铁区间隧道右线全长为880.524m，左线全长约为901.072m。区间设计一个联络通道与泵房站合建，区间隧道盾构法施工，联络通道矿山法施工。区间采用2台盾构，2台盾构机均从起点站北盾构井始发，到达下一站南盾构井后解体退场。下穿市政大道和小河河。盾构直径6.2m。不良地质有明浜、地下管线及地下障碍物。Φ6340型加泥式土压平衡盾构穿过的土层有粉砂层、粘土层。上部主要为近代冲积沉淀的粉、砂土，下部主要为浅海相、陆相、河湖、海陆交互及河流冲积相沉地层。盾构下穿其它线时隧道净距约1.9m。盾构施工变坡幅度大，出站后区间左线先后进入27.867‰、5‰的两个下坡点，之后转入17.667‰的上坡点并进站，右线先后进入27.867‰、5‰的两个下坡点，之后转入17.886‰的上坡段并进站，施工难度高。联络通道由与管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的集水井等三个部分组成其中通道为直墙圆弧拱结构，集水井为矩形结构，通道和集水井均采用两次衬砌，支护层厚度300mm，通道拱部结构层、通道墙和集水井结构层厚度均为450mm，通道底板厚度为1730 mm，方案施工内容为联络通道冻结加固（冻土墙设计厚度2米）及联络通道主体结构开挖构筑施工。联络通道及泵站采用暗挖法施工，复合式衬砌结构，初期支护与二次衬砌之间设置防水层。 　

（1）土建工程：车站初支结构、主体二次结构、车站外挂及其附属结构；xx桥站～xx站站前盾构始发井（不含）区间工程及其附属联络通道、风井风道、为安装工程提供的主体结构预留预埋； （2） 降水工程：包括车站、区间降水工程的全部内容； （3）站前广场：包括广场铺装、服务设施、景观、绿化、喷灌、市政配套管线，自行车车棚及交通接驳设施等（具体以施工图纸为准）； （4）总负责及协调管理服务。

布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机有多种形式。

内容简介 一、前 言 盾构法施工城市地铁目前已在北京、上海、深圳等城市广泛应用。中铁四局集团二公司在上海市轨道交通杨浦线（M8线）Ⅲ标段区间隧道工程施工中，应用土压平衡式盾构机施工，在轴线控制、管片拼装、衬砌防水、地表沉降等方面严格控制，总体效果良好。总结施工工艺形成本工法。 二、工法特点 1．一般不使用土体预加固辅助措施，节省技术措施费； 2．易达到工作面的稳定,减小地表变形，施工安全性好； 3．机械自动化程度高,施工速度快，衬砌质量容易控制； 4．振动小、噪声低，对环境无污染； 5．对沿线居民生活、地下和地面建筑物影响小。 三、适用范围 适用于松软含水地层及城市地下管线密布，施工条件困难地段的隧道施工。可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低，软、硬相间的地层，以及封闭式盾构无法适应的砂砾、砂层等地层中使用。 四、工艺原理 安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘切削土体，盾构千斤顶向前顶进，切削下来的泥土充满密封舱和螺旋输送机壳体内的全部空间，在密封的土舱内形成支撑压力，以抵抗开挖面土层的水土压力，减少盾构推进对地层土体的扰动，有效控制地表变形。根据土压变化调整出土和盾构推进速度, 达到工作面的压力平衡。盾构机基本构造及力学原理见图1。

本资料为某站5号出入口矩形顶管施工，资料有价值，内容详实，可供参考。

本资料为全预制拼装式桥梁的快速施工方法，共4页。 全预制桥梁是桥梁上部结构和下部结构的构件主要采用工厂预制、现场拼装施工技术的桥梁，如图1所示。全预制桥梁的预制构件在工厂内生产，具有优良的质量和抗腐蚀能力，充足的养护时间，梁墩柱均可采用预制，现场拼装的施工方法。全预制桥梁具有现场施工时间缩短，交通管理费用降低，利于控制环境污染，事故发生风险减少，交通参与者抱怨少，施工质量易保证，建设费用降低，气候影响小，劳动力减少等优点。

本资料为：管道工程泥水平衡顶管专项施工方案，内容详实，可供参考。

改变传统的顶管方式

本文档为上海过江倒虹管泥水平衡顶管，包括：内容简介 上海过江倒虹管泥水平衡顶管 本工程为上海市污水治理二期1.1标黄浦江倒虹管工程，沿线共设有两座竖井，即一座工作井及一座接收井。其中工作井位于浦东耀华支路三渣搅拌站内，西靠黄浦江，东接耀华支路，接收井位于浦西龙华机场附近，西靠丰溪路，东临黄浦江，南北分别与石化公司及电力公司相邻等。