矩形顶管工法在地铁中的应用探索.pdf

2018年中国城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛矩形顶管工法在地铁建设中的应用探索 2018.11月深圳广州金土岩土工程技术有限公司陈雪华一级注册结构师、岩土工学博士 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 1 矩形顶管发展历史及工法介绍 2 地铁工程中的应用分析 3 4 发展展望目录 CONTENTS 长距离矩形顶管案例分享 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司一、矩形顶管发展历史及工法介绍 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司矩形顶管（矩形箱涵顶推）技术的历史 1825年英国首次在穿越泰晤士河使用“压气法”盾构技术，开凿 11.4m6.8m矩形隧道。 1965年日本名古屋采用4.29m3.09m手掘式顶管机，掘进长534m的矩形共同沟。 1995年上海隧道公司研制成功国内第一台2.5m2.5m矩形顶管机，成功应用于上海地铁 2号线5号出入口人行通道工程。 2003年8月上海隧道公司在宁波药行街成功顶进4m6m，两孔并联长度50m的地下人行通道。 2017年10月中铁上海局在苏州城北路综合管廊成功顶进5.5m9.1m，单顶长度233.6m。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 问题的提出当前地铁建设中的施工工法 1、区间隧道采用盾构法、矿山法、明挖法， 2、车站站厅层采用明挖法、浅埋暗挖、盖挖逆作， 3、出入口通道采用浅埋暗挖法、矩形顶管法、明挖法、盖挖逆作法。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司目前地铁建设的一些特点 挖不起随着我国经济飞速发展，城市地面交通越来越拥堵，道路开挖、房屋及地下管线的拆迁难度和建设成本也越来越高。 不让挖目前人们对环保和交通的维权意识越来越高，明挖施工造成的交通影响、扬尘、噪音、降水、土方运输对环境的污染，在繁华老城区的地铁建设审批越来越困难。 太浪费明挖支护结构和大量土方挖填弃运、对道路、地下管线构筑物、绿化迁改，造成大量的废弃工程，不经济、不环保 迫切需要采用“绿色、安全、环保”的非开挖矩形顶管技术。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 以往矩形顶管法施工特点 1、顶进距离短，地铁出入口、市政通道一般30-60m； 2、掘进断面小，如4.36、4.26.9、5.07.0等； 3、施工条件单一，如下穿管线、道路等； 4、地质条件简单，如一般粘性土、砂土等。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司  在地下车行隧道中的应用郑州地下车行隧道矩形顶管工程10.4m7.5m，110m。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司  当前矩形顶管发展趋势及特点 1、顶进长度趋向长距离，规划有400m以上； 2、掘进断面趋向大断面（50平米以上），管节超过60吨以上； 3、施工条件由单一变复杂，如同时下穿雨污管线和上跨地铁线，下穿河道和城市主干道、高压燃气、给水、电力管线等多种复杂管线； 4、穿越地质条件由简单到复杂，地质变化大、高水压风险； 5、老城区、建成区，长距离曲线顶进需求， 6、大量推广必须要求降低工程造价。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司二、地铁工程中的应用分析 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 在地铁出入口及人行过街通道深圳地铁9号线7.7m4.3m，133.5m 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司  地铁区间隧道地铁区间6.56.13m，110m。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司三、长距离矩形顶管案例分享 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司顶管施工穿越的地层为⑥-1粉砂夹粉土、 ⑥-2粉砂。始发端  顶管施工剖面接收端顶进段长度233.6m 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司全断面总面积50m²，总切削面积 41 m²；整个刀盘切削率为82.2；总搅拌面积37m²，搅拌率为74.4 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司大断面、长距离顶管姿态控制不良地层始发及接收全程全断面穿越不良地质下穿元和塘河道、下穿立交桥穿越既有建筑物沉降控制 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司四、发展展望 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司  大断面、长距离减少、中继间工作井数量；  工厂预制，现场拼装钢筋混凝土结构、钢结构、钢混凝土组合结构，装配式管节，减少施工场地，解决超大件运输、吊装难题，大大降低造价；  设备模块化、小型化便于运输、吊装和设备通用性；  工作井尺寸小型化便于施工场地布置。推广应用需解决 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司现场拼装预制厂分块预制现场拼装大断面矩形管片预制分块拼装示意 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司双圆组合三圆组合 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司探索、思考 存在问题目前矩形顶管工法在地铁建设中的应用尚处于摸索、试验阶段，远没有像圆形盾构在地铁、地下管道中得到大量的应用。  究其原因1、公众的认知程度，2、建设主管部门的许可， 3、设计单位的了解熟悉，4、装备和配套设备的完善，5、造价偏高，6、构件笨重、运输吊装困难，7、顶进距离和线型局限， 8、施工场地难以满足工作井及施工要求，9、相应的定额、标准、规范不完善。 解决方案1、转变观念，勇于创新，2、完善工法，建立标准，3、降低造价，推广应用。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司结语可以预见随着地铁、市政、综合管廊等城市建设大量需求，矩形顶管、矩形盾构等非开挖工法必将在城市地下空间开发建设中得到大量的推广和应用，这一技术在轨道交通建设中必将如盾构的应用一般，得到大家广泛的认同和大量的推广和应用。 2018城市轨道交通基础设施安全建造与智能运维高峰论坛广州金土岩土工程技术有限公司谢谢聆听谢谢聆听请批评指正请批评指正陈雪华广州金土岩土工程技术有限公司岩土工学博士、一级注册结构师电话13352802111 邮箱2808769658