上海超大矩形顶管掘进机“首航”郑州

由上海城建隧道股份公司设计研发的超大矩形顶管掘进机近日在郑州纬四路下穿中州大道隧道接收井准确进洞，圆满完成我国自主知识产权超大顶管装备的“处女航”。     

超大直径矩形顶管机的无线监控与快速转接技术

大直径矩形顶管机是新开发的地下掘进设备,不但具备节省地下空间的特点,还能大大缩短工期,尤其适用于建设占了地下隧道工程很大份额的短距离隧道。由于超大直径顶管机的监控、转接等重要施工要素与小直径顶管机完全不同,又是制约工期的重要因素,所以适合超大直径的监控与转接技术是保证工期和工程质量的必要条件。通过介绍上海隧道公司在郑州下穿中州大道工程中使用的超大直径矩形顶管机的无线监控与模块化快速转接技术,剖析该技术与传统技术的差异与优势。     

大断面矩形顶管施工中的土体沉降规律分析

郑州市纬四路中州大道下穿工程,是国内最大断面顶管机干城市车行地道工程的首次应用,且长距离穿越运营道路和地下构筑物.在顶管顶进过程中对刀盘前方土体进行了改良,对后方管节进行了注浆处理,将大断面矩形顶管施工对土体的影响降到最低,在实际施工中取得了良好的效果.     

大断面矩形顶管近距离双线并行施工引发地表沉降分析

以郑州市纬四路—商务西三街下穿中州大道顶管工程为例,采用理论分析、数值计算和现场监测等手段,初步总结了大断面矩形顶管近距离双线并行施工所引发的地表沉降特征,主要结论如下:地表沉降主要发生在切口到达及顶管通过的过程中,当切口距测点23m时,沉降基本稳定,最大沉降量约为17~27mm;地表横向沉降曲线基本符合Peck公式,沉降槽半宽度约为1.5D。     

顶管法隧道后靠结构稳定性控制

郑州市中州大道下穿隧道工程机动车道采用10.4 m×7.5 m大刀盘+偏心多轴组合式矩形顶管机进行施工。根据顶管顶进工况,预留28 m未开挖土体作为顶管机后靠,并且对前10 m土体进行高压旋喷加固,在顶管机轴线位置加固土体中埋设监测管,实时监控后靠的水平位移变化情况,确保施工安全。最后对后靠的位移情况进行分析,可供长距离大断面顶管施工提供参考。     

超大断面矩形顶管新型泥浆的开发应用

顶管法作为一种地下非开挖技术以其独特的优势已得到了广泛的应用。减摩护壁和泥浆置换是顶管施工的关键工艺,起到减小顶力和控制沉降作用。但随着顶管断面的增大,对泥浆的减摩、土体支护和降低地层扰动的作用提出更高要求。以郑州下穿中州大道超大断面顶管工程为背景,对新型减摩护壁泥浆和固化泥浆的开发研究、压注工艺和实施效果进行了较为系统的阐述。通过实测数据分析比较,验证了新型泥浆的积极作用。     

顶管隧道下穿既有桥梁的影响分析

通过有限元软件建立三维实体模型,对顶管隧道下穿既有桥梁的施工过程进行模拟。文章主要论述顶管隧道施工过程中地面变形规律,分析顶管施工对桥梁的影响,判断顶进过程中,桥梁是否处于安全状态,为顶管隧道施工方案的可行性提供理论依据。     

盾构近距离下穿矩形顶管隧道施工变形规律研究

呼和浩特地铁2号线盾构隧道下穿海亮广场人行过街通道是全国首个盾构下穿矩形顶管隧道的工程案例,没有相关工程经验可以借鉴,下穿引起的矩形顶管隧道纵向变形等理论问题尚不清楚,有待进一步研究。为此,本文以该工程为背景,通过现场监控量测和数值模拟,对盾构隧道近距离下穿施工引起的矩形顶管隧道纵向变形规律进行研究。主要得到以下成果:新建盾构隧道施工引起的既有矩形顶管隧道结构沉降,单一隧道穿越后,用Peck公式拟合得到的沉降槽曲线符合高斯分布,两条隧道穿越后,用双Peck公式拟合得到的沉降槽曲线接近"W"型;矩形顶管隧道结构最大沉降值为17.02 mm,最大沉降点的位置位于盾构隧道正上方;对矩形顶管隧道管节错台影响最大的部位是盾构下穿位置,距离盾构隧道越近,错台量越大;管节张开主要发生于沉降槽曲线的反弯点与最大沉降点,在"W"型沉降槽曲线中存在多处张开量较大的情况,因此,在新建盾构隧道施工过程中应准确确定既有结构沉降槽曲线的反弯点和极值点,并进行及时加固处理,确保既有矩形顶管隧道结构安全。     

特大断面矩形顶管管节受力分析与设计

在城市地下隧道工程中,矩形顶管由于其断面空间利用率更优,又兼顶管暗挖工艺优点,近年来得到了大量的应用。目前最大矩形顶管断面宽度在10m级别,仅可满足两车道机动车通行功能,在顶进机械研发、设计与施工技术等方面,更大断面规模的矩形顶管亟待突破和发展。当矩形顶管宽度达到15m级别时,可满足三车道机动车通行功能,此时管节跨度相较10m级别矩形顶管增大50%,断面面积增大100%,重量增大60%,对特大断面矩形顶管管节设计提出更大技术难题。以嘉兴市南湖大道下穿工程为背景,对三车道特大断面顶管管节的内轮廓、各施工阶段管节受力工况等进行分析研究,为特大断面矩形顶管的推广应用提供设计参考。     

矩形顶管机下穿郑州市中州大道工程简介

介绍国内最大断面矩形顶管机首次应用于城市车行地道工程，大型顶管机将长距离穿越运营的郑州中州大道和地下构筑物。下穿隧道的建成，将改善郑州城区的交通，为郑州市近年来一直在推行的“北移东扩”的发展起到积极作用。     

15m级三车道矩形顶管在下穿城市主干道工程中的应用

随着矩形顶管在市政交通领域的应用,10m级两车道矩形顶管技术越发成熟,亟需15m级三车道矩形顶管技术的研究与应用推广.本文对嘉兴市快速环线15m级三车道矩形顶管下穿南湖大道工程的设计、施工和监测进行介绍,工程采用一台14.8m×9.4m类矩形盾构机进行南北双线分离式顶进实施,机头采用前6后8多刀盘组合形式,通过设置凹凸...     

超浅埋大直径管幕下穿特级火车站顶管掘进机选型研究

太原市迎泽大街下穿火车站通道工程采用新管幕法施工,根据工艺要求首先顶进20根Φ2. 0m钢管下穿太原火车站,形成管幕,为国内首例大直径管幕下穿火车站的工程。工程地质及周边环境复杂,在不影响火车正常运营的条件下进行管幕施工,顶管掘进机的选型是工程成败的关键。以该工程为背景,满足顶管精度、处理障碍物能力、控制地表变形、具备在浅覆土地质中顶进能力、多台机组间通用性好等要求,对顶管掘进机的选型分析进行了研究和探讨,确定合适的顶管掘进机,经过实践证明设备选型合理。     

超大矩形盾构适应性设计与施工对策

在分析郑州市中州大道下穿隧道工程地质条件及特点的基础上,对其所采用的两台超大矩形盾构进行了选型分析和适应性设计,并针对该隧道施工可能遇到的工程重难点,从超大断面矩形盾构施工沉降控制等方面提出了应对措施。     

富水软弱地层超大断面矩形顶管施工关键技术

长宁区临空核心四街坊地下人行勾连工程是上海首次采用了10.4m×7.5m超大矩形断面顶管法施工项目。针对通道处富水软弱地层、且顶覆土浅、周边环境复杂的特点,就超大断面矩形顶管在富水软弱土层及浅覆土施工中面临的始发(到达)洞圈渗漏、顶管机磕头、顶进轴线偏移、总顶力控制、顶管(管节)旋转等众多施工难题展开一些针对性的研讨,并提出了相应的施工技术措施。     

海底软土地层大断面超长距离顶管注浆作用影响研究

在长距离大断面顶管穿越海底软土地层的施工中,合理的注浆工艺对于减少施工过程中的摩擦阻力和土体扰动具有重要意义。以珠海某电缆隧道工程为例,通过分析顶管施工过程中注浆量与顶力变化关系,顶进不同阶段和是否注浆条件下对土体扰动的影响规律。结果表明：顶管施工随着注浆量的增加,顶力波动增加后趋于稳定;顶管掘进机头从接近和经过监测点的时候对土体的扰动最大;良好的注浆工艺可以减少对土体的扰动进而减少地表的沉降。     

矩形顶管近接上穿施工对地铁隧道影响研究

依托苏州人民路矩形顶管工程,对矩形顶管施工引起临近地铁隧道变形原因进行了分析,从土体扰动规律及地铁隧道变形机理方面进行了论述,提出了地层损失是地铁隧道不均匀变形的主要原因;依据现有监测方案及监测数据,发现矩形顶管顶进过程中,地铁隧道最大变形区域位于顶管轴线正下方,且离轴线越远其变形越小,拱顶、道床表现为隆起状态,拱腰向始发井方向偏移;利用ABAQUS有限元分析软件,对顶管上穿地铁隧道施工过程进行模拟,发现模拟结果基本符合现场实测结果,验证了现场实测的合理性和所选模型的可靠性。     

矩形顶管施工诱发地表变形影响因素研究

矩形顶管在施工过程不可避免地会对周围土体产生扰动,引发土体产生变形。依托苏锡常城际铁路太仓站工程项目,通过建立超浅覆土矩形顶管顶进施工三维数值模型,模拟施工过程中对地表的影响,总结地层变形规律;表明：地表隆起与顶管顶进压力和摩阻力成正比;后续施工中,合理控制好开挖面顶进压力及摩阻力是保持开挖面土体稳定、较少地表隆起峰值的关键举措。     

管形隧道顶管顶进系统及施工工艺研究

文章以顶管施工法和技术为基础,针对隧道、箱涵工程的特点研制了挤入式顶管掘进机,并对适用于隧道、箱涵工程的顶进系统进行了深入研究,编制了工艺流程,还在碎石土地层中进行了试验。     

软黏土深埋矩形顶管施工地层变形分析

结合上海轨道交通14号线静安寺车站工程，基于颗粒间应变(IGS)小应变刚度本构模型对顶管顶进过程进行了三维数值模拟。通过对比现场实测及既有工程经验，验证了数值模型的有效性。利用数值模拟，分析了软黏土地层中矩形顶管施工地层变形响应。主要结论包括：(1)基于IGS小应变本构模型的数值模拟可以合理反映矩形顶管顶进引起地表沉降特征；(2)顶管施工引起地表沉降形态可以通过高斯曲线表征，随着顶管顶进，沉降槽宽度系数变小；(3)土体深层水平位移呈“S”形分布，在隧道顶部所在深度，土体具有最大的远离隧道的侧向位移和沿顶进方向的水平位移，在隧道底部所在深度，土体具有最大的朝向隧道的侧向位移及沿顶进反方向的水平位移。     

超大矩形断面隧道衬砌结构优化设计研究

以珠海市下穿梅华东路隧道为工程背景,就目前最大断面矩形顶管的建筑限界和结构力学特性进行研究。通过工程类比、内力计算、配筋分析等,设计出一种可靠的变截面超大矩形顶管断面,满足时速60 km以上2车道隧道通行要求。同时,受力合理,钢筋混凝土用量得到较大优化;降低造价,节能环保。对超小净距超大断面矩形顶管在复杂环境下的变形控制,提出多种措施,确保对周边环境的影响最小。