综合管廊顶推上穿地铁既有线施工技术

综合管廊顶推上穿地铁既有线施工技术【摘要】：近年来，随着综合管廊在国内很多中大型城市的大量应用，在施工过程中遇到了各种不同的情况，采用了各样的施工技术。

本文以北京城市副中心行政办公区启动区综合管廊工程（七标段）为背景，针对综合管廊顶推上穿既有地铁区间施工作业展开探讨，总结技术要点，为工程施工难题提供解决思路，以期给类似工程提供参考。

【摘要】：综合管廊，衡重顶推，上穿地铁【绪论】：当前，我国正处在城镇化快速发展时期，城市基础设施建设发展不协调，地下基础设施建设严重滞后，管理水平不高，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。

与传统管线直埋方式相比，建设地下综合管廊优势明显：一次性解决各类城市管线敷设，而且可以长期运行，便于巡检；充分利用地下空间，不仅节约土地，还可以使城市更美观、舒适。

党中央、国务院也高度重视地下综合管廊建设，先后印发了数个指导性文件，进一步推进城市地下综合管廊建设。

随着国内中大型城市大量建设地下综合管廊工程，出现了许多施工技术问题，主要是新建管廊与既有地铁、管道交叉的问题。

为了更好的促进地下综合管廊施工技术发展，加快国内地下综合管廊建设，我以北京城市副中心行政办公区启动区综合管廊工程（七标段）为背景，针对性的研究探讨综合管廊顶推上穿既有地铁区间施工技术，并且对遇到的一些问题及解决办法归纳总结，以项目实体工程为基础，以工程中存在的问题为例，来总结出一套关键技术，以期给类似的施工项目提供参考。

1工程背景北京城市副中心行政办公区启动区综合管廊工程（七标段）主要沿宋梁路设置，全长2044m，设计起点近芙蓉路，向北沿宋梁路至通胡路附近。

其中在宋梁路与运河东大街交叉口位置，新建综合管廊上穿既有北京地铁6号线东夏园站至潞城站区间，此段综合管廊截面为4仓结构（燃气舱、水信舱、高压电力舱、低压电力舱），结构尺寸为17.55m（宽）*5.2m（高）。

管廊过地铁箱涵结构顶板及侧墙均为0.8m厚，底板厚1m。

2顶推施工顶推管廊上穿地铁施工流程见图1所示：图1 顶推施工流程图2.1上穿地铁段土体注浆加固为了能精准控制注浆范围，注浆采用袖阀管注浆工艺；注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥；注浆孔按750*750mm梅花形布置。

注浆工艺流程为：钻机定位→开孔→钻孔→终孔→注入套壳料→下袖阀管→待凝→开环→（自下而上分段）灌浆→灌浆结束→移机。

既有地铁区间注浆加固范围见图2所示：图2 既有地铁区间加固立面图（1）钻孔施工采用回转式地质钻机成孔。

采用针状合金钻头钻进，泥浆作为冲洗液，开孔孔径110mm，灌浆孔孔径91mm。

采用一次成孔法，钻至设计高程后停止钻进。

（2）灌注套壳料套壳料是由水泥、粘土按一定配比（水泥：粘土：水为1：1.5：1.9）混合制成的浆液。

将导管下至孔底10cm处，用灌浆泵通过导管将套壳料送到孔底，使套壳料自下而上全部置换孔内泥浆，直到套壳料从孔口溢出。

浇注套壳料必须连续进行，不得中间停顿。

灌注套壳料的时间力求最短，最长不宜超过20分钟。

套壳料注入完毕后立即下入袖阀管，袖阀管位置应居中并固定，管底高程应满足设计要求，管口出地面10～20cm，管口加以保护。

袖阀管为专用管材，外径55mm，内径39mm，底端封闭，每环钻孔6个，环距33cm，环孔用橡皮箍箍住。

套壳料灌注完毕后，须待凝3～5d才能灌浆。

（3）灌浆灌浆采用自下而上灌浆法，先灌最底环（第一环），逐环上移，最后灌最上一环。

套壳料待凝到规定强度后，即准备灌浆工作。

首先用清水将袖阀管冲洗干净，然后向袖阀管内下入双塞式灌浆塞，灌浆塞出浆口与袖阀管环孔位置应一致。

用灌浆泵对袖阀管内灌浆段逐渐加压，直到清水通过花管的孔眼将套壳料压开，使套壳料产生裂缝，即开环。

灌浆段在规定最大压力下，注入率不大于0.4L/min 后继续灌注30 min即可结束灌浆，或注入率不大于1L/min 后继续灌注60min即可结束灌浆。

袖阀管灌浆结束并验收合格后对袖阀管进行封孔，封孔采用纯水泥浆。

（4）加固效果检测注浆效果检测采用地质钻机钻孔取样，注浆检验点为注浆孔的2%，28天无侧限单轴抗压强度不小于0.8mpa。

2.2后背桩及围护桩施工后背桩及围护桩采用旋挖钻成孔，具体施工流程及工艺此处不再赘述。

桩位布置图见图3所示：图3 桩位布置图2.3土护降、后背墙施工在桩基检测完成后，进行土护降施工，本工程工作坑围护结构周边部分采用钻孔灌注桩+锚索框架梁支护模式，桩间挂网喷射混凝土挡土。

后背采用钢筋混凝土后背，后背与桩之间密贴；在桩的临近基坑半圆断面必须清除干净后，作为侧向模板，进行混凝土施工；所有的在顶进过程中后背梁与后背桩整体受力；后背墙钢筋与滑板预留钢筋锚固在一起，然后进行浇筑混凝土。

等待后背墙与后背桩混凝土达到规定强度后，方可进行使用。

2.4滑板施工滑板是以提供承载、润滑功能的混凝土结构物。

拟采用0.2m厚的C25钢筋混凝土结构，滑板两侧按照图纸要求设置导向墩。

滑板设置示意图见图4所示：图4 滑板设置示意图（1）施工工艺流程测量放线确定滑板顶高程→钢筋绑扎（留出与后背锚固钢筋）→浇筑混凝土→养护→设置润滑层和隔离层→浇筑隔离层保护层。

（2）施工要求①滑板应满足预制箱涵主体结构所需强度及稳定要求。

②按中线、标高打出施工水平桩及尺寸桩。

开挖完成后浇筑10cm 厚碎石混凝土垫层，然后浇筑20cm厚C25混凝土滑板，按照设计文件要求设置防滑锚梁。

③为加强顶进后背力量，在滑床板靠近后背处预留不小于1.5米长钢筋，深入到后背范围，待顶进后背施工时，与其一起浇筑，使滑板与后背形成一体。

④为防止扎头现象，在箱涵主体结构前端设置船头坡，船头坡的坡度为1:10，长度为1m，高度是长度的0.1倍。

⑤施工时严格控制滑板顶面标高、平面尺寸及纵向坡度。

测量人员要控制好水平控制桩，降低测量误差。

桩位间距采用5m×3m，控制水平所用材料，要求平直无弯曲。

⑥结合每处工程当地的地质资料，确定是否在滑板施工时预留坡度及防扎头措施，比如在滑板制作时将其标高整体抬高5cm并将滑板设置成前高后低的1‰～5‰的仰坡,以防止顶进时因土质原因造成扎头等。

⑦滑板混凝土浇筑要随浇筑随振捣并摸平表面，并用抹子压平压光。

⑧滑板混凝土浇筑之前，首先根据设计文件要求设置导向墩。

⑨按规定铺设隔离层，滑板的润滑层铺设3mm厚的3:7机油和滑石粉的混合料。

2.5衡重顶进（1）顶力及配重计算顶进时，为避免土方开挖卸载对地铁区间的影响，内设置钢锭。

钢锭设置的原则为卸一补一。

经计算需补充钢锭重量为6438.21t采用14寸钢锭补充差重。

14寸钢锭规格：头部尺寸353mm ，尾部尺寸295mm，长度1430mm，单个钢锭重1.03t，共放置钢锭6251个。

顶力需要128788.9KN，经计算，选择40台500T千斤顶能满足施工。

施工时，再备用5台，防止顶进时出现大的偏差备用。

（2）顶镐布置本工程的后背梁厚度为2m，箱体顶进采用中继间法顶进，箱体底板宽17.55m，厚1m，顶镐布置间距0.5m。

顶镐布置示意图如下图5所示：图5 顶镐布置示意图顶涵液压系统由高压油泵、控制阀、调节阀电气集中控制平台、千斤顶、油箱油管、液压元件、压力表等组成。

顶涵传力设备包括顶铁、顶柱、分配钢板等，中继间由钢板制的壳体与千斤顶组成，配备独立的电力、油路系统。

（3）顶进施工①为减小顶进过程中顶涵与下方土体的摩擦阻力，采用注黄油减阻剂的方法，原则为“先注后顶、随顶随注、及时补浆”。

减阻剂注浆管布置在箱涵底部，注浆压力0.3MPa，注浆管设置止水措施。

②箱涵内部净高3.4m，底板放置钢锭后挖掘机械无法在箱涵内施工，又由于顶涵覆土很浅，故采用敞开式开挖，在坡顶设长臂挖掘机，随挖随运。

上穿地铁顶涵每次开挖进尺控制在0.4m内，随开挖随顶进，缩短进间隙时间，严禁超前挖土，以减小顶涵作业对地铁的影响。

顶进前在箱涵顶板四角点设标高监测点，在中轴线两端设中线位移监测点。

顶进过程中用全站仪、水平仪随时观测，每顶进1次测量1次四角高低和中线偏差等数据，根据监测数据动态调整顶镐顶力，随时纠偏。

通过调节两侧顶镐顶力的方法纠偏。

顶铁与顶杆应在同一轴线上，为防止失稳用高强螺栓连接顶铁，每隔4m设一道横向钢连梁，以提高整体稳定性。

③左右纠偏可采用增减一侧千斤顶顶力的方法，也可调整后背顶铁，根据偏差大小楔紧一侧顶铁，而将另一侧顶铁楔松或预留间隙；还可通过一侧前端超挖，另一侧不挖土来调整。

④根据箱体“抬头”程度，通过适当超挖，在顶进过程中逐步消减“抬头”情况。

⑤挖土时预留8~10cm土方不挖，使箱涵吃土顶进，形成上坡趋向，通过船头坡将预留土方压入箱底，以纠正扎头；若基地土质松软，可采用小范围换填级配碎石、混凝土碎块、混凝土板块，或浇筑速凝混凝土等方法，通过增加地基承载力来纠正扎头。

（4）钢锭拆除管廊箱涵顶进结束、南北两侧衔接段管廊施工完成后，配合管廊土方回填同步拆除钢锭，根据每次土方回填量准确算出土方荷载，根据土方加载量分批次逐步拆除相应重量的钢锭，直至全部拆完。

拆除方法为先用5t叉车水平运输到吊装口，再使用汽车起重机吊运至地面。

3实施效果地铁既有线沉降控制值为2mm，管廊上穿地铁最大上浮值为1.12mm，均在既有线沉降控制范围内，施工过程中未发生监测及巡视预警情况。

4结论经过前期充分的技术论证，以及顶涵实施过程精细化控制顺利实施，综合管廊近顶推上穿地铁即有线最终不仅确保了既有地铁隧道的安全，且为后续其他穿越工程预留了实施条件，得到了包括地铁运营公司及其他工程建设单位在内的认可。

该顶推上穿地铁的技术应用，节约了地下空间、实现了地下综合管廊的规划。

可为今后类似大规模管廊工程规划、设计、施工提供借鉴和经验。

参考文献[1] 李玲.基于土压平衡的新建框架桥配重顶进法上穿施工关键技术[J].都市快轨交通，2017，30(5):83–86.[2] 凌国杰.桥涵顶进施工中的方向控制[J].铁道标准设计，1999(11):37–39.[3] 毕成双.综合管廊上跨既有地铁隧道顶进技术研究［J］.施工技术，2019，48（17）：89-92.[4] 孙佳伟.综合管廊近距离密集顶涵上穿地铁既有线工程关键技术［J］.建筑技术，2019，50（5）：519-523.。