泥水平衡顶管机在拱北隧道曲线管幕工程中的应用

社会主义现代化建设中,工程项目建设规模持续扩大,大量新技术和新工艺涌现,促使很多工程项目愈加复杂。在拱北隧道曲线管幕工程施工中,应用泥水平衡顶管机,可以实现有效控制顶进精度,在提升施工效率和质量同时,最大限度上降低周边环境的不良影响。对此,文章重点分析拱北隧道曲线管幕工程施工中,泥水平衡顶管机的实际应用效果,把握技术要点,全面践行到实处。

拱北隧道暗挖段曲线管幕工程始发、接收端面综合处理技术

拱北隧道暗挖段下穿拱北口岸,地质条件为临海饱和软土,为不影响拱北口岸的正常通关,设计采用36根1 620mm的曲线管幕作为超前支护,管幕间距35.5~35.8mm,冷冻法止水。在暗挖段两侧设置东、西侧工作井,作为管幕施工的始发和接收井。对管幕工程顶进、接收端面的综合处理技术进行了分析探讨,并总结归纳了其中的问题与不足,为今后类似工程的施工提供借鉴。

拱北隧道曲线顶管管幕施工关键技术

为了解决高水压复合软土地层曲线管幕施工技术难题,以拱北隧道曲线管幕工程施工为依托,分析临海复合软土地层、高地下水压力以及敏感周边环境对施工的苛刻要求和巨大风险。总结出包括顶管机选型、高水压顶管始发和接收技术、小间距曲线顶管精度控制技术、管道结构和密封测试、复合地层顶管泥浆及障碍物处理措施的曲线顶管管幕综合施工关键技术,解决了复合地层顶管设备和泥浆优选、高水压顶管施工密封性、曲线管幕精度控制和顶管事故处理等技术难题。

拱北隧道暗挖段曲线管幕顶管施工精度控制技术

针对曲线顶管相对直线顶管精度控制难度更大,管幕形成难的问题,以拱北隧道暗挖段曲线管幕顶管施工为例,从顶管轨迹控制测量、顶管始发、顶管顶进、顶管接收等方面进行了研究,分析了在敏感的周边环境、复杂的地质条件下、长距离、曲线管幕顶管施工的精度及沉降控制技术。经分析,采用UNS导向系统并在合理的顶进参数及有效的控制措施条件下,通过纠偏手段和精度控制,可以有效降低后行管对先行管影响,确保管幕形成。

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕顶管测量和轨迹控制技术

管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段难度最大的项目之一,工程下穿拱北口岸限定区域,埋深4~5 m,管幕平均长度257.92 m,由36根直径1 620 mm的钢管组成。线路位于缓和曲线和圆曲线组成的复合曲线上,其特点是群管顶进、互为接收始发、间距小、曲线半径小、精度控制高、地表沉降小、周边环境敏感。本文对从导线测量、一井定向、顶管测量、轨迹控制到精度估算的技术要点做了详细介绍,可为类似工程提供借鉴。

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线钢管幕管节连接技术

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段下穿拱北口岸限定区域,采用"曲线管幕+冻结法"施工。由于其地质条件复杂,施工方法特殊,对管节连接有较高要求。本文介绍了曲线管幕管节连接承插口F形接头的结构,通过有限元数字仿真模拟密封效果,进行了1∶1的模型接头受力分析试验以及管节连接安装施工工艺研究,系统地总结了曲线钢管幕管节连接的结构特征、密封效果、受力特性和操作要点。

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道高水压条件曲线管幕顶管始发接收技术

拱北隧道暗挖段曲线管幕工程是港珠澳大桥珠海连接线的关键控制性工程,地处珠三角海陆交互相沉积地层,地质条件复杂、地下水丰富且水压大,因此顶管的始发、接收是本工程的重难点。通过曲线管幕群管始发、接收施工中遇到的问题及成功经验,对始发、接收端土体加固措施、止水装置、止水措施及顶管关键技术进行分析,总结出一套科学、成熟的始发和接收关键技术及组织模式。

浅论拱北隧道暗挖段曲线管幕顶进沉降控制技术

基于其他工程管幕施工的研究成果,及拱北隧道第1阶段顶管(2根试验管)和第2阶段顶管(4根中部管)的施工情况,分析了拱北隧道暗挖段曲线管幕施工期间产生地层沉降的影响因素,并总结提出了相应的技术控制措施。

港珠澳大桥拱北隧道曲线管幕管节现场制作技术

结合港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道曲线管幕工程实例,详细介绍曲线管幕管节制作与连接关键技术,包括管材切割下料、管身卷制、承插口F形接头制作、管节焊接组装技术,管节质量检测方法和验收标准等。顶管施工实践证明,管节制作精度、刚度和稳定性、防水密封性能等均达到预期效果,管节现场工厂化制作技术和产品质量是可靠的。

拱北隧道曲线管幕钢管节长度优化研究

管节长度是拱北隧道曲线管幕设计和施工的关键参数,为了优化计算曲线管幕管节长度,通过分析顶进力和土体反力作用下的管节静力平衡条件,得出传统式和预调式2种曲线顶管土体反力分布模型。选取管幕顶部、中部、底部以及淤泥质层的顶管作为研究对象,分析不同管节长度和土体参数对管节土体反力的影响规律。结果表明:传统式曲线顶管土体反力在首节管处最大,且随管节长度增加而减小;相反,预调式曲线顶管土体反力在首节管处最小,且随管节长度增加而增大。初步分析确定管节长度为4~5 m,为减少超挖量、便于纠偏以及考虑到工作井尺寸等问题,工程最终采用管节长度为4 m的传统式曲线顶管法顺利完成。

港珠澳大桥拱北隧道管幕工程全面完工

拱北隧道是港珠澳大桥珠海连接线项目关键控制性工程,全长2 740m,由海中隧道和城市地下隧道组成。2015年5月28日,随着顶管机缓缓移出,由36根钢管组成的管幕,以曲线形式成功下穿珠海拱北口岸,宣告世界最大断面的公路隧道管幕工程全面完工。拱北隧道采用的曲线管幕施工技术,就是沿着隧道的开挖轮廓线,在336m2的断面上,

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道管幕工作井端头综合处理技术

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段采用曲线管幕工程,由于工程临海地质条件复杂,周边环境敏感,顶管在每个工作井内始发、接收多次,地层多次扰动。为保证管幕施工安全,在始发和接收端工作井端头均进行加固止水综合处理,同时要求开挖前对加固效果进行检验。设计根据现场实际情况采用素混凝土墙、旋喷桩、三轴搅拌桩、接缝注浆、过补充注浆等多种方式进行加固,施工取得了较好的效果。本文就端头加固的设计、总体施工方案、施工工艺及加固效果检验等进行介绍,为类似工程提供了范例。

大直径曲线管幕顶进过程中地层变形控制及监测

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道暗挖段下穿珠海拱北口岸,采用"曲线管幕+冻结"作为开挖预支护。由于隧道地理位置敏感、地质条件复杂、施工方法特殊,对曲线管幕施工引起的地层变形控制要求极高。文章通过对管幕施工引起地层变形影响因素的分析,提出地层变形的控制措施,包括:选择合适的顶管机械和配套设备、动态控制顶进参数、洞口止水控制、始发接收止水控制、钢管挠度要求、泥浆置换等。根据现场监测数据,从地表变形、地表沉降槽和地表沉降累积效应三方面分析了大直径曲线管幕顶管引起的地层变形规律,为工程建设的安全和合理性提供实测依据,并为今后类似工程项目提供参考和借鉴。

拱北隧道工作井超深地下连续墙特重型钢筋笼吊装施工技术

拱北隧道为港珠澳大桥珠海连接线关键控制性工程,其中暗挖段长度255 m,下穿拱北口岸,地理环境复杂,是国内第一座采用曲线管幕法施工的隧道。暗挖段用东、西2座工作井作为施工通道,其中东侧工作井深32 m,以地下连续墙作为围护结构。地下连续墙深52.4 m,钢筋笼长52 m,钢筋笼吊装总质量达105 t以上,是罕见的特重型钢筋笼,整幅吊装难度极大,可借鉴经验少。本文分析了施工技术难点,介绍了钢筋笼吊点布置、钢筋笼自身刚度控制、吊车配置和吊具选择、吊装工艺控制等关键施工技术,有效地解决了施工难题。

拱北隧道大直径曲线管幕顶管顶力研究

以我国在建港珠澳大桥拱北隧道管幕工程为例,研究长距离大直径曲线管幕的施工顶力。总结曲线顶管顶力的主要组成及影响因素;比较和分析中国和日本顶管规范的预测顶力和现场实测顶力的差异;推荐总顶力中迎面阻力的计算公式以及管壁单位摩阻力和摩擦因数的取值;基于力学平衡,推导分节曲线顶管顶力的计算公式。研究表明:泥浆润滑后钢管的管壁单位摩阻力和摩擦因数远小于以往研究中提供的混凝土管的管壁单位摩阻力和摩擦因数;推导的分节曲线顶管顶力公式的计算顶力和实测顶力吻合良好。研究结果可为类似的管幕工程以及供水、污水、供电、通信等管道的顶管设计和施工提供有益参考。