盖挖逆作法与顶推法施工方案比选(修改)

重庆轨道交通环线上桥车站、凤鸣山车站及区间隧道工程凤鸣山车站1#出入口、1#活塞风井盖挖逆作法与顶推法方案比选中交第一公路工程局有限公司中交隧道工程局有限公司联合体重庆轨道交通环线上桥车站、凤鸣山车站及区间隧道工程项目经理部二○一五年四月十日目录第一章编制依据及原则 (1)1 编制说明 (1)2 编制依据 (1)3 编制原则 (1)第二章工程概况 (2)第三章施工方法 (3)1 跨路通道盖挖逆作法 (3)2 跨路通道顶推法 (8)第四章原方案同现方案比较 (24)第五章合理化建议 (26)第一章编制依据及原则1 编制说明初步设计凤鸣山车站1#出入口、1#活塞风井跨路通道均采用盖挖逆作法施工，两侧设置Φ1.2m围护桩，上部现浇混凝土盖板，施工过程中采取道路全封闭，重庆市交管部门不同意此方案，如等区间隧道均施工完毕，单护盾TBM全部吊出、轨排井全部封闭道路迁改后进行1#出入口及1#活塞风井施工，轨道公司2017开通运营的目标将无法保证。

为此，项目部多次外出考察顶推法施工，结合国内其他城市施工经验，并与相关专家多次进行沟通，根据目前地质、断面尺寸及现场实际情况，在满足交通正常的情况下，选择顶推法施工更有利于车站及区间隧道整体施工组织，根据对两种方案的比较，确定一个合理可行的施工方案。

2 编制依据（1）、凤鸣山车站主体结构施工图纸；（2）、凤鸣山车站岩土工程勘察报告；（3）、国家、地方现行技术标准、规程和规范，相关法规、政策，特别是环保、安全生产、文明施工方面的法规和政策；（4）、现场实际情况调查。

3 编制原则（1）、选定方案须满足现状交通状况，施工过程尽量减少对周边交通的影响；（2）、选定方案须满足业主总体工筹要求；（3）、选定方案应经济合理，尽量减少工程造价；（4）、选定方案应更利于施工组织，并尽可能的为区间施工提供有利条件。

第二章工程概况凤鸣山车站位于石新路凤鸣山中学旁，沿石新路近东西向布置。

石新路现状宽度约13m，路面较平缓，采用明挖法施工。

车站起点里程YDK3+751.510，车站终点里程YDK3+978.032，有效站台中心里程为YDK3+843.770。

车站为地下两层岛式车站,地下一层为站厅层，地下二层为站台层，站台宽度12m，站台有效长度140m，总建筑规模（内净）为226.52（长）×20.20m(宽)，设置3个地面出入口，预留3个出入口，并设置4组风井。

根据环线一期工程筹划，车站两端隧道采用复合式TBM施工，车站两端设端头井，主体结构浇筑完成后，向两侧区间始发，同时此站作为环线一期轨排基底，在公共区域设置两个30m×5m轨排孔。

车站左侧设置1#出入口和1#活塞风井， 1#出入口全长16.317m、净空为6.5m （宽）×4.6m（高），1#活塞风井全长23.896m、净空为12.5m（宽）×5.67m（高），初步设计采用盖挖逆作法施工。

第三章施工方法（2）施工方法①施工准备1）对地勘资料进行补堪，确认地勘资料的准确性；2）基坑范围内地表建筑物清除，地下管线迁改或釆取了保护措施，确保施工过程中不影响施工；3）编制相应施工方案并上报监理、业主单位进行审批；4）按照施工方案，合理安排了施工人员、材料、机械设备等；5）与交管部门协商，确定封路及交通导改等相关事宜；6）道路封闭前首先进行测量放线，确定结构轮廓线，保证道路封闭空间满足施工需求。

1#活塞风井跨路通道位置1#出入口跨路通道位置②道路封闭、路面凿除单护盾TBM施工完毕后，待轨排井封闭后进行交通导改，将目前道路改移至凤鸣山车站顶部穿过，交通导改完毕后立即实施道路封闭，按照测量人员施放结构轮廓线，外放20m为施工机械提供工作空间，道路封闭结束后立即进行路面凿除工作。

③围护桩结构施工在做好各种准备工作后，施工围护结构，围护结构采用Φ1.2m钻孔灌注桩，采用旋挖钻施工。

④中间柱施工中间柱也叫格构柱，是盖挖逆作法施工之重要的工程构件。

中间柱由中柱及基础中桩两部分组成，一般为永久立柱，为主体结构的承载结构，初步设计为临时立柱，主体结构施工结束后进行拆除。

主体结构中柱采用φ640mm钢管柱，钢管柱采用壁厚20mm的无缝钢管。

钢管柱下做φ1000桩混凝土基础，桩基础需采用人工挖孔桩。

⑤盖板结构施工基坑开挖完成后首先进行围护桩桩头凿除施工，露出锚固筋，进行第一道混凝土支撑及压顶梁施工，顶板厚40cm，盖板采用C40钢筋混凝土浇筑。

⑥回填恢复路面待顶板和挡土墙混凝土达到强度时，恢复路面，进行基层、路基面施工。

⑦跨路通道主体结构施工盖挖逆作法段内部净空开挖完成后，在底板底部浇筑5cm垫层找平层，并铺设防水材料，浇筑底板混凝土，等底板混凝土强度达到设计强度75%后进行中板及顶板混凝土浇筑，为保证顶板混凝土浇筑完成后通道净空满足设计要，在模板安装时将模板面提高5mm。

⑧盖挖逆作法施工步骤示意图盖挖逆作法施工步骤示意图2 跨路通道顶推法（1）顶管发展史国内创造钢管顶管世界记录一次最大顶进距离为1743m，1997年上海黄浦江上游引水工程的长桥支线顶管，钢管直径3.5m；中国从50年代从北京、上海开始试用。

1986年上海穿越黄浦江输水钢质管道，应用计算机控制，激光导向等先进技术，单向顶进距离1120m，顶进轴线精度：左右﹤±150mm，上下﹤±50mm。

1981年浙江镇海穿越甬江管道，直径2.6m，单向顶进581m，采用5只中继环，上下左右偏差﹤10mm。

（2）顶管应用及推广顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术。

优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小。

而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。

但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等。

在我国地铁城市交通发展起步比较晚，大多地铁车站出入口位于居民区或交通繁忙的道路附近，采用明挖法、盖挖法及盖挖逆作法难免会给城市正常生活秩序带来不便，如何才能避免以上现象出现，在广州、武汉、北京、上海、宁波、郑州等城市已陆续开始推广采用顶推方法进行地铁车站出入口施工，目前重庆地区暂时还未使用顶管法进行地铁出入口施工，如果能在重庆地铁建设中得到引入社会效益将不可估量。

（3）矩形网格式工具管设备及性能①矩形网格式工具管工作原理顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。

顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。

与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下建筑物的施工方法。

顶管法施工原理地铁车站出入口顶管法施工（4）1#出入口、1#活塞风井位置及几何尺寸确定①目前预留洞口尺寸：1#出入口在原设计的预留孔洞原设计为 6.5m×4.6m，计划将预留孔洞扩大40cm，目前还未施工。

1#活塞风井原设计预留孔洞为12.5m×5.67m，目前预留孔洞宽为12.61m×5.67m。

1#活塞风井预留孔洞②矩形管结构尺寸确定根据设计图纸中预留孔洞尺寸，进行出入口及活塞风井通道结构尺寸调整，为减少由截面变化导致设备投入增加，造成顶推法整体施工费用增加，建议在不改变施工功能的条件下尽可能采用同尺寸结构构件。

1#活塞风井目前预留孔洞宽12.5m，高5.67m，为尽可能满足通风条件，单洞内净空高为4.1m、宽为5.1m，单洞通风面积为20.91m2，为确保箱管在顶推过程中安全可靠，根据经验值，管外侧厚50cm、上侧50cm、下侧50cm、内侧40cm 进行设计，1#活塞风井通道下穿石新路，为确保顶管施工及道路通行安全，在通道顶部55cm处增设Φ108mm、壁厚6mm的管棚，管棚布置范围长12.5m，间距40cm，并进行注浆。

1#活塞风井跨路段采取2台工具管一前一后进行顶进，第一台顶进5～6m时第二台开始顶进，顶进过程中两管外壁紧贴。

1#活塞风井通道口尺寸大样图（单位：mm）1#活塞风井通道单一孔大样图（单位：mm）1#活塞风井上方管棚大样图（单位：mm）1#出入口设计预留孔洞宽6.5m，高4.6m，为确保箱管在顶推过程中安全可靠，根据经验值，管外侧厚50cm、上侧50cm、下侧50cm、内侧50cm进行设计，1#活塞风井通道下穿石新路，为确保顶管施工及道路通行安全，在通道顶部55cm 处增设Φ108mm、壁厚6mm的管棚，管棚布置范围长6.4m，间距40cm，并进行注浆。

1#出入口通道尺寸大样图（单位：mm）1#出入口上方管棚大样图（单位：mm）③矩形网格式工具管具确定矩形网格式工具管由圆形网格工具管和矩形机械式顶管演变而来，目前国内施工应用比较少。

圆形网格顶管管具矩形网格顶管管具顶管矩形管外观尺寸宽为6.0m、高为5.1m，为确保预制混凝土矩形管能够平缓、顺利套入矩形网格式工具管承插接口，并确保受力均匀，不出现预制管结构外形破坏，矩形网格式工具管具承插口相比矩形管外部尺寸大0.5cm，矩形网格式工具管具外部尺寸为6.05m×5.19m（其中包括钢板厚2cm），根据目前地质情况，矩形网格式工具管具采用网格式人工凿除机具，网格设计为0.96m×0.96m ×0.5m，矩形网格式工具管具中部安装8个纠偏油缸，在施工顶进施工过程中控制整体施工方向。

矩形网格式工具管前端网格布置情况（单位：mm）矩形网格式工具管纵截面图（单位：mm）④顶管范围位置确定1#出入口位置不做调整，明挖部分作为矩形网格式工具管头吊出井，施工过程采用明挖法施工。

1#活塞风井在顶管施工过程做出调整，原设计为曲线通至人行道，采用顶管法施工，将活塞风井通道取直，活塞风井口仍然位于人行道范围内，征地范围需要调整，但是减少了征地面积。

取直后开挖范围内有1颗直径约20cm树，左侧开挖点前1.0m有一根电线杆。

原设计1#活塞风井位置取直后1#活塞风井口位置取直后1#活塞风井位置情况（5）顶推法施工工艺①施工准备1）顶管工作井为车站主体吊装井，准备排水设施，便于积水抽排。

2）根据管道走向设置反力架，反力架设于中板顶部。

3）导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量有较大的影响，因此导轨安装依据管径大小、管道坡度、顶进方向确定，顶进方向必须平直，标高、轴线准确。

导轨可用轻型钢轨制作。

4）顶进设备采用千斤顶，头部设刃口工具管，起切土作用并保护管道及导向作用。

为防止土体坍塌，在工具管内设格栅。

5）采用龙门吊完成管片安装及渣土吊出。

6）顶管吊装孔四周采取围栏围护，并设醒目警示标牌。

7）1#活塞风井及1#出入口跨路通道部分，既有石新路路面铺设20mm厚钢板，确保路面均布受力，保证行车及结构顶进施工安全。