地铁车站标准化断面人行通道类矩形顶管机的针对性设计与施工技术——以上海轨道交通14号线静安寺站工程为例

为实现城市核心区地下交通线网人行通道的绿色高效建造,探讨将现有断面形式多样、施工工艺繁杂的地下人行通道建造技术标准化、规范化的可行性,依托国内首个软土地区大断面矩形顶管法暗挖车站——上海轨道交通14号线静安寺站工程,在确定其站厅层人行通道断面形式设计的前提下,针对性地研制全断面类矩形隧道掘进机。详细介绍适应此种断面隧道开挖的类矩形顶管掘进机的切削系统、壳体系统、纠偏中继间系统、主顶进系统、驱动系统、螺旋机出土系统等主要系统的针对性设计;开发与此装备相适应的施工工艺,研究其进出洞地基加固、洞门止水、施工参数控制、管节减摩泥浆及控制施工工艺、土体改良等主要施工控制措施。现场实测变形数据分析表明:隧道轴线要求控制在±50 mm,地表沉降控制在-15.49~5.03 mm,满足工程要求,为城市轨道交通建设中实现全断面机械法开挖人行通道提供了一种标准化的解决方案。

大断面类矩形顶管管节整体预制施工技术

大断面类矩形顶管隧道施工成本低、空间利用率高,在城市地下空间中运营越来越广泛。顶管管节采用整体预制,能极大提高管节自身完整性、较分块更加经济、整体吊装提高施工效率,已逐步成为发展趋势。文章以莆田市大断面类矩形顶管管节整体预制施工为例,介绍大断面类矩形顶管管节整体预制施工技术,以期为类似工程提供相应的参考。

上软下硬地层大断面类矩形顶管结构的力学特性分析

以珠海市兴业快线(北段)下穿梅华东路隧道为工程背景,比对理论计算结果与工程监测数据,分析超大断面类矩形顶管管节在典型华南地区“上软下硬”地质条件下的力学特性。通过研究发现,该地质条件下结构受力形式并非理想状态下均匀且对称分布,常用的土压力计算理论更适用于上部软土地层,下部硬质地层土压力分布的离散性要大于上部软土地层,底部硬岩造成底部支座约束较强,导致结构两侧受力与理想状态的对称形态有所差异。

大断面类矩形顶管壳体土压及顶进阻力分析--以上海淞沪路-三门路下立交工程为例

为分析类矩形顶管机头的挤土效应,采用理论与数据分析相结合的方法,将上海淞沪路-三门路下立交大断面类矩形顶管工程中顶管机壳体土压力及顶进阻力监测结果与规范理论值进行对比,并引入经验计算系数。研究表明:1)按土柱理论和朗肯土压力理论计算的顶管机壳体土压力偏小;2)顶进阻力与推进里程呈线性关系,斜率为单位长度管道外壁摩擦阻力,截距为顶管机迎面阻力;3)《给水排水管道工程施工及验收规范》2008版和1997版中给出的顶管隧道单位长度管道外壁摩擦阻力计算方法均是以圆形截面为基准的,对于本工程的类矩形顶管隧道,2008版的计算结果较实际值小20%以上;4)对于上海砂质粉土地层,控制土压力侧向系数建议取0.8。

适用于交叉渡线段的类矩形顶管设计方案研究

随着城市轨道交通建设的迅速发展,可利用的地下空间越来越有限,大量新型设计方法被应用。杭州轨道交通某车站的配线区受交通、管线及古海塘等影响,无法采用常规的明挖法施工,需寻求一个合适的设计方案,以满足交叉渡线功能需求和结构受力要求。介绍了交叉渡线段的类矩形顶管法隧道断面研究过程,从建筑横断面、管节结构形式等方面对类矩形顶管法隧道的断面型式和管节结构特点进行了分析,可为类似工程提供参考和借鉴。

大断面类矩形钢顶管结构受力性能现场试验研究——以上海轨道交通14号线静安寺站顶管车站工程为例

为解决城市核心区地铁车站施工难题,上海轨道交通14号线静安寺站采用超大断面的类矩形钢顶管建造地铁车站。由于该新型结构的施工工艺及受力特性的研究目前仍处于初期阶段,设计关键点、受力薄弱点尚不清晰,因此基于该实际工程进行现场试验研究。通过布置水土压力传感器、钢结构应变计,获取顶管施工全过程外荷载及钢结构应变的大小及变化规律,探究顶管结构在各个施工工况下的结构受力性能。结果表明:1)运营工况下,总压力值分布均匀、左右对称,顶部总压力略大于底部,下半环压力大致呈马鞍形分布;2)同步注浆工况下,泥浆套能快速传递注浆压力;3)二次注浆工况下,整环注浆压力约为330 kPa,相较运营工况提高了1.56倍,为最不利受力工况;4)管节环向受力机制接近整环矩形框架结构,结构顶、底部为最不利受力截面;5)管节纵向应力较小,需关注顶管隧道回退量,必要时增大止退反力,做好环缝防水措施。

软土地区大断面矩形顶管浅覆土下穿高速变形控制分析研究

以上海市陆翔路—祁连山路贯通工程大断面矩形顶管下穿S20外环高速为背景,探讨了控制顶管浅覆土下穿高速变形的加固措施。介绍了钢管幕加固在本工程中的设计与工程实施情况,并采用三维数值仿真分析了下穿S20外环高速施工引起的变形情况,预测变形规律及结果与监测断面数据吻合性较好。工程的实施论证了采用钢管幕加固控制大断面顶管浅覆土下穿高速的可行性,可为今后软土地区类似顶管下穿高速工程提供借鉴。