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摘要:广东省东莞市江库联网铁路标顶管工程在广深铁路K85+331处采用两条外径414cm的钢筋混凝土管,中心间距8.4m穿越4条线路的铁路路基,在施工过程中采用双管平行交错10m的施工方法,安全快速的完成了顶管过轨施工,对以后的过轨顶管施工能起到一定的借鉴作用。
关键词: 大口径顶管;平行顶进 ;技术措施
Abstract: Guangdong Province Dongguan city river library networking standard pipe jacking project of railway in the Guangzhou-Shenzhen Railway K85+331 using two 414cm external diameter reinforced concrete pipe, the center distance of the 8.4m through 4 lines of railway roadbed in construction process, used in double tube parallel 10m construction method, safety quick completion of the track construction of pipe jacking, on the track of pipe jacking construction can play a certain reference role.
Key words: large diameter pipe jacking technology measures of parallel
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
1前言
随着经济的发展,城市建设的不断升级改造,人民对于基础设施的要求越来越高,尤其确保国计民生的用水安全方面更是提到了战略的高度。为了确保水源安全,跨区域长距离大直径不间断水源输送成为现代用水安全的解决之道,在进行管道建设时难免会遇到大口径管道与既有建筑物构筑物相交的情形,尤其当大口径管道遇到既有铁路时,如何在管道施工的过程中确保铁路营业线正常的行车组织和行车安全,成为工程技术人员需要思考的重大课题。尤其是既有准高速铁路行车速度快,行车密度大对铁路路基的稳定性要求高,对线路路基沉降的限制十分严格。为了解决这一难题,我们在实际施工过程中选用泥水平衡法顶进并辅以多重安全技术保证措施来应对,确保铁路沉降满足铁路运营需要,并在施工过程中获得成功,下面就以笔者所经历的东莞市江库联网铁路标顶管工程作为案例,来谈谈这一施工方法的技术要点。
工程概况
东莞市东江与水库联网供水水源(一期)工程是集调水、供水、水源保护、水源储备为一体的大型综合性工程。 本合同段管道位于东莞市横沥镇区东北边缘,在广深线K85+331处穿越广深铁路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ线,管道起止桩号为A8+747~A8+801,总长2×54m=108m。本项目紧邻东莞寒溪河,紧邻既有铁路营业线,工作井和接收井距离铁路钢轨最近处只有25m,距离铁路栏栅只有19m。
由于紧邻河道又紧邻铁路营业线,工程地段主要为淤泥质黏土,地下水位为地面以下约3米,为防止既有铁路路基下沉拟采用沉井法开挖基坑,不排水开挖下沉,灌注C20水下混凝土封底。工作井尺寸为15600×9600×1440cm(长×宽×高),接收井尺寸1560×860×1470cm;井深18.3m,采用Φ120cm钻孔桩间距130cm围护,外加两排Φ60cm咬合15cm旋喷桩止水帷幕。顶管护涵管节采用C50砼,外径414cm,管壁厚度32cm,管节长度250cm,F型接口,Ⅲ级,优等品;管节间设置雨水膨胀橡胶止水圈止水,单节管涵重量达到25t。
既有广深准高速动车组行驶速度快,行车密度大,为了确保铁路行车安全,在非铁路部分(栏栅外)采用24小时顶进作业,进入铁路路基时线路慢行60km/h,机头过轨时须在封锁时段顶进。同时为减少封锁慢行时间,减少对广深线行车组织的影响,采用两台泥水平衡机前后相隔10m平行顶进穿越铁路。管顶距轨底覆土厚度达到13.8m,顶进过程没有采用铁路扣轨措施。
大口径双排平行顶进顶管下穿既有铁路存在的问题分析
在顶管顶进过程中存在诸如双管平行顶进土体扰动偏位,路基扰动沉降,进出洞口泥水流失造成铁路沉井等一些列问题,必须在施工前进行详细的分析判断,并在施工过程中采取相应措施来确保施工中的绝对安全。
3.1 双管平行顶进过程中,左右两条顶管相互扰动
淤泥质黏土触变性流动性大,在进行双管平行顶进,左右两条顶管在掘金过程中会对周围土体挤压导致混凝土管周围土体变形,由于顶管进入土层后相当于是悬浮在膨润土泥浆中的两条混凝土船,一旦混凝土管周围土体受到扰动变形,必然会导致混凝土管偏移变形,因而在进行双管平行顶进过程中必须先对双管顶进的影响范围进行安全性计算,并在施工过程中进行严密监测。
3.2顶管过程中覆盖土层扰动造成轨道线路变形
管道顶进过程中导致土体扰动造成铁路路基沉降的原因有很多,比如机头刀盘掘进扰动,开挖面泥水压力控制过大造成土体受挤压隆起,开挖面泥水压力控制过小造成开挖面土体坍塌,混凝土管道通过时对顶部路基土层造成扰动以及工后沉降等原因。为了减小顶管过程扰动防止铁路线路沉降变形,必须采用控制泥水压力,隔断扰动应力传递,路基加固注浆及时施做工后水泥置换注浆等措施。
3.3高地下水位进出洞口时泥土流失
本项目紧邻东莞市寒溪河,地下水位与河水水位保持一致,大约在-3.0m左右,基坑开挖深度16.95m,预留顶管进出洞门下缘标高约-13.00m,地下水头高度将近10m,土压力及地下水压力达到0.15MPa,在如此大的地下水压环境下,顶管机头进出洞将成为整个工作的关键点,一旦进出洞止水性能不佳极有可能造成大量泥水流失甚至连机头都被掩埋,极易导致铁路路基下沉危机行车安全,因而必须做好洞口段注浆加固,做好机头顶进过程中的固定,确保进出洞门安全。
3.4线路变形超过允许正常使用条件
广深准高速铁路在本工程所在地的石龙-东莞区间行车速度为160km/h—200 km/h,按照《铁路工务安全规则》的规定要求,轨距变化限制为+2mm~-6mm,这对于下穿管道对地基变形控制十分困难,为了保证在顶管过程中路基出現小的沉降也不至于出现铁路中断的情况发生,必须限制既有铁路的行车速度。
3.5淤泥质黏性土顶进机头方向偏移
德国进口海瑞克泥水平衡机头外径4.16m,机头重量达到80t,由于淤泥质土承载力小,触变性大,顶管机头进入淤泥土层后受到管节自重影响极易造成机头“磕头”现象,导致顶管方向向下倾斜,因而在施工过程中必须加强顶进监测,及时进行纠偏。一旦在仪表盘现实器中发现机头偏离超出限值,立即
3.6土质突变导致顶进作业在铁路路基下方停止
本工程穿越淤泥质土层的铁路路基,在作业过程中还需要重点预防的问题就是顶管路径上原来铁路路基的抛填石块,一旦在铁路路基下方遇到孤石,将会卡死顶管机刀盘,致使顶进作业无法继续进行,万一泥浆流失严重必然会造成铁路路基土流失,造成铁路沉降影响铁路行车安全。为了防止此类事故,我们在施工前就针对可能发生的情况进行顶管机头选型,最后选择德国海瑞克生产具有带破碎功能的顶管机,此工程在顶进过程遇到原有铁路的枕木也能够顺利顶进,实践证明选择适用的顶管机对顶管作业具有重大意义。
4双排前后平行顶管施工的干扰和影响范围的控制
4.1双管平行顶进安全性验证:
拟采用双排顶管中心距与管顶进扰动宽度的理论,及工具管的顶进扰动宽度小于或等于两孔中心距即为安全,即B≤L。
B=D{[1+sin(45°-)]/cos(45°-)}
式中:B——顶管土体扰动宽度(m);
D——工具管的等效外径(m),对于泥水平衡顶管即为工具管外径,取4.14m;
——土的内摩擦角(°),取17°。
则B=8.2m≤L=8.4m,安全性能满足理论计算要求。
经过实践证明,施工过程中没有出现两条顶管向左右偏位的现象,只有由于土质承载力不足而出现的磕头现象,在施工过程中及时进行纠偏处理即可保证顶管顶进方向的准确性。
4.2错位纵距的控制
双排平行前后同步顶进的技术,两管前后错位纵距的合理确定,对于减少两管相互干扰和影响及管间土体的扰动至关重要。拟采用以下力学简化模式来估算前后纵距Lmin:
在泥水平衡式工具管的施工中,其正面对土体的施力状况是按照(45°-)向前方360°扩散,其纵向影响距离推算如下:
P=F
P= P×π×[(45°-)]
F= P××D
则:d=×()/tan(45°-)
同时,考虑签发因纠偏所引起对侧向土体的扰动因素,以及工具管周边注浆,其侧壁摩擦力对侧向土体的扰动较小,取系数γ来解决,则:
Lmin=γ×(d+H)
式中: H——前方工具管管长,如果工具管后三节做刚性连接,则 H应为工具管管长与后三节砼管长度之和,本处取4.8m;
γ——由土的性质决定,取1.5-2.0,此处取1.5;
D——工具管外径,取4.14m;
P、P——土的被动土压力,静止土压力(Kpa);
Lmin——双排管前后纵距的最小值(m).
经过计算可知
d=2.07×()/ tan(45°-)=0.68m
Lmin=γ×(d+H)=1.5×(0.68+4.8)=8.22m≤10m
能满足理论计算要求。
经过实践证明,两管在顶进过程中左右两管所显示的顶进力在相同位置基本相同,并没有出现大的波动,说明左右两管顶进过程中的泥水压力并没有影响到另一条的土体中,说明按照该理论计算的错位间距合理有效。
5顶管施工过程防止路基沉降及铁路线路稳定采用的技术措施
为了解决在顶管过程中可能出现的路基沉降造成铁路线路变形影响行车安全的问题,我们在施工过程中采取了如下措施:
5.1预留洞口高压旋喷桩止水措施
为了防止在拆除預留洞门时由于地下水压力及土压力作用下造成泥水流失,确保进出洞口安全,在洞口位置采用直径60cm高压旋喷桩加固,间距45cm布置,咬合15cm,每根桩长25m。在顶管前进方向上一共打了15排,沿着顶管前进路径一直延伸到了铁路坡脚,加固长度达到了6.75m,确保顶管机头完全进入土体都在高压旋喷桩的加固范围内,这样能够控制好机头顶进方向,确保不出现泥水流失。
5.2铁路路基袖阀管加固注浆措施
为了防止管道顶进过程中对管身周边淤泥质土体扰动,造成铁路路基扰动变形,就必须隔断顶管扰动应力的传递路径,我们选择采用袖阀管注浆方式对钢轨下8m—10m范围的土层进行加固注浆,在铁路路基两侧对称打入6排袖阀管,每排32根,每根斜长25m,注浆压力0.1MPa,确保顶管扰动变形在加固地层中断。也可以隔断在顶管过程中出现小范围空洞向上发展的路径,确保在顶管完成后期的铁路路基稳定安全。
5.3列车限速慢行、封锁顶进施工措施
在管道顶进过程中,要做到铁路路基完全不变形是几乎不可能的事情,为了确保铁路营业线行车安全,就必须采取限制列车行车速度的方式来放宽对线路几何尺寸的限制,在管道顶进过程中列车限速60km/h,在夜间列车行车间隙大的时候对铁路线路进行“封锁”后进行顶进作业,并利用封锁天窗点对线路进行维修保养,确保线路的几何尺寸满足列车运行要求。
5.4铁路及周边构筑物第三方监测措施
在开挖工作井和接收井及管道顶进过程中,有可能对周围的建筑物构筑物尤其是铁路路基、防洪堤坝及周边厂房造成影响,而这个影响过程缓慢,为了能实时掌握土层的变化,将土层的变形情况来指导施工,就必须对铁路路基底部、铁路栏栅、电气化立柱、防洪堤坝墙身、周边厂房等关键部位布设监控网,并将监测任务委托给有相应资质的专业机构,确保做到信息化施工。我们在顶管过程中正是采用了严格的监控措施,一点发现异常立即进行处理,才确保了工程的顺利完工。
6大口径顶管进出洞常见问题控制措施
在顶管施工过程中,进出洞口的成功就意味着管道施工成功了50%,进出洞口对整个施工过程意义重大。大口径顶管在刚出洞口时,由于洞口外沉井下沉后土体扰动,破坏了原来的土体平衡,并且洞口外地质经常出现淤泥质软流塑地层,承载力低;当工具管重量超过地层承载力时,常发生顶管出洞口后,产生“叩头”现象,导致顶管失败;另外,封闭式多刀盘工具管出洞后顶进约10m范围内,千斤顶回缩吊放管节时,常发生工具管“后退”现象,使出洞口土体遭到大范围、大幅度沉降,造成再次推进工具管偏向,给顶管施工带来了很大的困难。原因是工具管正面土体主动土压力大,机头与管壁间的磨擦系数小,在深覆土、工具管断面大面积受力情况下,不可避免地常发生工具管出洞“后退”现象。
针对以上情况分析,总结经验措施如下:
6.1大口径顶管出洞“叩头”的控制措施:
(1)出洞口处事先注浆,并辅以井点降水,提高洞外土体整体强度;
(2)工具管出洞时,将工具管与后续砼管进行刚性连结,提高其整体稳定性;
(3)控制好出洞顶进速度与注浆量。
6.2顶管出洞,工具管“后退”情况的控制措施:
(1)采用在导轨上焊接活动防退支架;
(2)利用井壁两侧预埋件,架设活动斜顶撑。
7结束语
东莞市江库联网铁路标顶管工程在施工过程中,尊重自然规律,不断进行技术创新,为了解决临近既有铁路营业线高地下水位淤泥土基坑开挖过程中周边地层稳定的问题,我们采用了沉井法开挖不排水下沉的方法来解决;为了解决广深线列车间隔短,慢行时间极其宝贵的问题,我们经过攻关并不惜成本,采用了双管平行顶进的方法来解决;为了控制顶管过程中地层变形问题,我们采用了路基袖阀管加固注浆,进出洞口二次加固及泥水平衡法顶进等多项方法综合控制。最终,管径达到41400mm,广东省内最大的顶管首次在广深线实现了双管平衡顶进的顺利实施,累计最大沉降不足2cm,双管穿过铁路只用了7天的骄傲成绩,并在施工过程中对此施工过程积累了丰富的施工经验。希望通过我们的整理和记录能够对广大施工技术人员在以后的施工过程中遇到类似的项目起到一定的帮助!
关键词: 大口径顶管;平行顶进 ;技术措施
Abstract: Guangdong Province Dongguan city river library networking standard pipe jacking project of railway in the Guangzhou-Shenzhen Railway K85+331 using two 414cm external diameter reinforced concrete pipe, the center distance of the 8.4m through 4 lines of railway roadbed in construction process, used in double tube parallel 10m construction method, safety quick completion of the track construction of pipe jacking, on the track of pipe jacking construction can play a certain reference role.
Key words: large diameter pipe jacking technology measures of parallel
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
1前言
随着经济的发展,城市建设的不断升级改造,人民对于基础设施的要求越来越高,尤其确保国计民生的用水安全方面更是提到了战略的高度。为了确保水源安全,跨区域长距离大直径不间断水源输送成为现代用水安全的解决之道,在进行管道建设时难免会遇到大口径管道与既有建筑物构筑物相交的情形,尤其当大口径管道遇到既有铁路时,如何在管道施工的过程中确保铁路营业线正常的行车组织和行车安全,成为工程技术人员需要思考的重大课题。尤其是既有准高速铁路行车速度快,行车密度大对铁路路基的稳定性要求高,对线路路基沉降的限制十分严格。为了解决这一难题,我们在实际施工过程中选用泥水平衡法顶进并辅以多重安全技术保证措施来应对,确保铁路沉降满足铁路运营需要,并在施工过程中获得成功,下面就以笔者所经历的东莞市江库联网铁路标顶管工程作为案例,来谈谈这一施工方法的技术要点。
工程概况
东莞市东江与水库联网供水水源(一期)工程是集调水、供水、水源保护、水源储备为一体的大型综合性工程。 本合同段管道位于东莞市横沥镇区东北边缘,在广深线K85+331处穿越广深铁路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ线,管道起止桩号为A8+747~A8+801,总长2×54m=108m。本项目紧邻东莞寒溪河,紧邻既有铁路营业线,工作井和接收井距离铁路钢轨最近处只有25m,距离铁路栏栅只有19m。
由于紧邻河道又紧邻铁路营业线,工程地段主要为淤泥质黏土,地下水位为地面以下约3米,为防止既有铁路路基下沉拟采用沉井法开挖基坑,不排水开挖下沉,灌注C20水下混凝土封底。工作井尺寸为15600×9600×1440cm(长×宽×高),接收井尺寸1560×860×1470cm;井深18.3m,采用Φ120cm钻孔桩间距130cm围护,外加两排Φ60cm咬合15cm旋喷桩止水帷幕。顶管护涵管节采用C50砼,外径414cm,管壁厚度32cm,管节长度250cm,F型接口,Ⅲ级,优等品;管节间设置雨水膨胀橡胶止水圈止水,单节管涵重量达到25t。
既有广深准高速动车组行驶速度快,行车密度大,为了确保铁路行车安全,在非铁路部分(栏栅外)采用24小时顶进作业,进入铁路路基时线路慢行60km/h,机头过轨时须在封锁时段顶进。同时为减少封锁慢行时间,减少对广深线行车组织的影响,采用两台泥水平衡机前后相隔10m平行顶进穿越铁路。管顶距轨底覆土厚度达到13.8m,顶进过程没有采用铁路扣轨措施。
大口径双排平行顶进顶管下穿既有铁路存在的问题分析
在顶管顶进过程中存在诸如双管平行顶进土体扰动偏位,路基扰动沉降,进出洞口泥水流失造成铁路沉井等一些列问题,必须在施工前进行详细的分析判断,并在施工过程中采取相应措施来确保施工中的绝对安全。
3.1 双管平行顶进过程中,左右两条顶管相互扰动
淤泥质黏土触变性流动性大,在进行双管平行顶进,左右两条顶管在掘金过程中会对周围土体挤压导致混凝土管周围土体变形,由于顶管进入土层后相当于是悬浮在膨润土泥浆中的两条混凝土船,一旦混凝土管周围土体受到扰动变形,必然会导致混凝土管偏移变形,因而在进行双管平行顶进过程中必须先对双管顶进的影响范围进行安全性计算,并在施工过程中进行严密监测。
3.2顶管过程中覆盖土层扰动造成轨道线路变形
管道顶进过程中导致土体扰动造成铁路路基沉降的原因有很多,比如机头刀盘掘进扰动,开挖面泥水压力控制过大造成土体受挤压隆起,开挖面泥水压力控制过小造成开挖面土体坍塌,混凝土管道通过时对顶部路基土层造成扰动以及工后沉降等原因。为了减小顶管过程扰动防止铁路线路沉降变形,必须采用控制泥水压力,隔断扰动应力传递,路基加固注浆及时施做工后水泥置换注浆等措施。
3.3高地下水位进出洞口时泥土流失
本项目紧邻东莞市寒溪河,地下水位与河水水位保持一致,大约在-3.0m左右,基坑开挖深度16.95m,预留顶管进出洞门下缘标高约-13.00m,地下水头高度将近10m,土压力及地下水压力达到0.15MPa,在如此大的地下水压环境下,顶管机头进出洞将成为整个工作的关键点,一旦进出洞止水性能不佳极有可能造成大量泥水流失甚至连机头都被掩埋,极易导致铁路路基下沉危机行车安全,因而必须做好洞口段注浆加固,做好机头顶进过程中的固定,确保进出洞门安全。
3.4线路变形超过允许正常使用条件
广深准高速铁路在本工程所在地的石龙-东莞区间行车速度为160km/h—200 km/h,按照《铁路工务安全规则》的规定要求,轨距变化限制为+2mm~-6mm,这对于下穿管道对地基变形控制十分困难,为了保证在顶管过程中路基出現小的沉降也不至于出现铁路中断的情况发生,必须限制既有铁路的行车速度。
3.5淤泥质黏性土顶进机头方向偏移
德国进口海瑞克泥水平衡机头外径4.16m,机头重量达到80t,由于淤泥质土承载力小,触变性大,顶管机头进入淤泥土层后受到管节自重影响极易造成机头“磕头”现象,导致顶管方向向下倾斜,因而在施工过程中必须加强顶进监测,及时进行纠偏。一旦在仪表盘现实器中发现机头偏离超出限值,立即
3.6土质突变导致顶进作业在铁路路基下方停止
本工程穿越淤泥质土层的铁路路基,在作业过程中还需要重点预防的问题就是顶管路径上原来铁路路基的抛填石块,一旦在铁路路基下方遇到孤石,将会卡死顶管机刀盘,致使顶进作业无法继续进行,万一泥浆流失严重必然会造成铁路路基土流失,造成铁路沉降影响铁路行车安全。为了防止此类事故,我们在施工前就针对可能发生的情况进行顶管机头选型,最后选择德国海瑞克生产具有带破碎功能的顶管机,此工程在顶进过程遇到原有铁路的枕木也能够顺利顶进,实践证明选择适用的顶管机对顶管作业具有重大意义。
4双排前后平行顶管施工的干扰和影响范围的控制
4.1双管平行顶进安全性验证:
拟采用双排顶管中心距与管顶进扰动宽度的理论,及工具管的顶进扰动宽度小于或等于两孔中心距即为安全,即B≤L。
B=D{[1+sin(45°-)]/cos(45°-)}
式中:B——顶管土体扰动宽度(m);
D——工具管的等效外径(m),对于泥水平衡顶管即为工具管外径,取4.14m;
——土的内摩擦角(°),取17°。
则B=8.2m≤L=8.4m,安全性能满足理论计算要求。
经过实践证明,施工过程中没有出现两条顶管向左右偏位的现象,只有由于土质承载力不足而出现的磕头现象,在施工过程中及时进行纠偏处理即可保证顶管顶进方向的准确性。
4.2错位纵距的控制
双排平行前后同步顶进的技术,两管前后错位纵距的合理确定,对于减少两管相互干扰和影响及管间土体的扰动至关重要。拟采用以下力学简化模式来估算前后纵距Lmin:
在泥水平衡式工具管的施工中,其正面对土体的施力状况是按照(45°-)向前方360°扩散,其纵向影响距离推算如下:
P=F
P= P×π×[(45°-)]
F= P××D
则:d=×()/tan(45°-)
同时,考虑签发因纠偏所引起对侧向土体的扰动因素,以及工具管周边注浆,其侧壁摩擦力对侧向土体的扰动较小,取系数γ来解决,则:
Lmin=γ×(d+H)
式中: H——前方工具管管长,如果工具管后三节做刚性连接,则 H应为工具管管长与后三节砼管长度之和,本处取4.8m;
γ——由土的性质决定,取1.5-2.0,此处取1.5;
D——工具管外径,取4.14m;
P、P——土的被动土压力,静止土压力(Kpa);
Lmin——双排管前后纵距的最小值(m).
经过计算可知
d=2.07×()/ tan(45°-)=0.68m
Lmin=γ×(d+H)=1.5×(0.68+4.8)=8.22m≤10m
能满足理论计算要求。
经过实践证明,两管在顶进过程中左右两管所显示的顶进力在相同位置基本相同,并没有出现大的波动,说明左右两管顶进过程中的泥水压力并没有影响到另一条的土体中,说明按照该理论计算的错位间距合理有效。
5顶管施工过程防止路基沉降及铁路线路稳定采用的技术措施
为了解决在顶管过程中可能出现的路基沉降造成铁路线路变形影响行车安全的问题,我们在施工过程中采取了如下措施:
5.1预留洞口高压旋喷桩止水措施
为了防止在拆除預留洞门时由于地下水压力及土压力作用下造成泥水流失,确保进出洞口安全,在洞口位置采用直径60cm高压旋喷桩加固,间距45cm布置,咬合15cm,每根桩长25m。在顶管前进方向上一共打了15排,沿着顶管前进路径一直延伸到了铁路坡脚,加固长度达到了6.75m,确保顶管机头完全进入土体都在高压旋喷桩的加固范围内,这样能够控制好机头顶进方向,确保不出现泥水流失。
5.2铁路路基袖阀管加固注浆措施
为了防止管道顶进过程中对管身周边淤泥质土体扰动,造成铁路路基扰动变形,就必须隔断顶管扰动应力的传递路径,我们选择采用袖阀管注浆方式对钢轨下8m—10m范围的土层进行加固注浆,在铁路路基两侧对称打入6排袖阀管,每排32根,每根斜长25m,注浆压力0.1MPa,确保顶管扰动变形在加固地层中断。也可以隔断在顶管过程中出现小范围空洞向上发展的路径,确保在顶管完成后期的铁路路基稳定安全。
5.3列车限速慢行、封锁顶进施工措施
在管道顶进过程中,要做到铁路路基完全不变形是几乎不可能的事情,为了确保铁路营业线行车安全,就必须采取限制列车行车速度的方式来放宽对线路几何尺寸的限制,在管道顶进过程中列车限速60km/h,在夜间列车行车间隙大的时候对铁路线路进行“封锁”后进行顶进作业,并利用封锁天窗点对线路进行维修保养,确保线路的几何尺寸满足列车运行要求。
5.4铁路及周边构筑物第三方监测措施
在开挖工作井和接收井及管道顶进过程中,有可能对周围的建筑物构筑物尤其是铁路路基、防洪堤坝及周边厂房造成影响,而这个影响过程缓慢,为了能实时掌握土层的变化,将土层的变形情况来指导施工,就必须对铁路路基底部、铁路栏栅、电气化立柱、防洪堤坝墙身、周边厂房等关键部位布设监控网,并将监测任务委托给有相应资质的专业机构,确保做到信息化施工。我们在顶管过程中正是采用了严格的监控措施,一点发现异常立即进行处理,才确保了工程的顺利完工。
6大口径顶管进出洞常见问题控制措施
在顶管施工过程中,进出洞口的成功就意味着管道施工成功了50%,进出洞口对整个施工过程意义重大。大口径顶管在刚出洞口时,由于洞口外沉井下沉后土体扰动,破坏了原来的土体平衡,并且洞口外地质经常出现淤泥质软流塑地层,承载力低;当工具管重量超过地层承载力时,常发生顶管出洞口后,产生“叩头”现象,导致顶管失败;另外,封闭式多刀盘工具管出洞后顶进约10m范围内,千斤顶回缩吊放管节时,常发生工具管“后退”现象,使出洞口土体遭到大范围、大幅度沉降,造成再次推进工具管偏向,给顶管施工带来了很大的困难。原因是工具管正面土体主动土压力大,机头与管壁间的磨擦系数小,在深覆土、工具管断面大面积受力情况下,不可避免地常发生工具管出洞“后退”现象。
针对以上情况分析,总结经验措施如下:
6.1大口径顶管出洞“叩头”的控制措施:
(1)出洞口处事先注浆,并辅以井点降水,提高洞外土体整体强度;
(2)工具管出洞时,将工具管与后续砼管进行刚性连结,提高其整体稳定性;
(3)控制好出洞顶进速度与注浆量。
6.2顶管出洞,工具管“后退”情况的控制措施:
(1)采用在导轨上焊接活动防退支架;
(2)利用井壁两侧预埋件,架设活动斜顶撑。
7结束语
东莞市江库联网铁路标顶管工程在施工过程中,尊重自然规律,不断进行技术创新,为了解决临近既有铁路营业线高地下水位淤泥土基坑开挖过程中周边地层稳定的问题,我们采用了沉井法开挖不排水下沉的方法来解决;为了解决广深线列车间隔短,慢行时间极其宝贵的问题,我们经过攻关并不惜成本,采用了双管平行顶进的方法来解决;为了控制顶管过程中地层变形问题,我们采用了路基袖阀管加固注浆,进出洞口二次加固及泥水平衡法顶进等多项方法综合控制。最终,管径达到41400mm,广东省内最大的顶管首次在广深线实现了双管平衡顶进的顺利实施,累计最大沉降不足2cm,双管穿过铁路只用了7天的骄傲成绩,并在施工过程中对此施工过程积累了丰富的施工经验。希望通过我们的整理和记录能够对广大施工技术人员在以后的施工过程中遇到类似的项目起到一定的帮助!