上海轨道交通6号线车站过街出入口采用大截面矩形顶管的设计与研究

土工基础

ＳｏｉｌＥｎｇ．ａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ

Ｖ．０１．２２Ｎｏ．４

Ａｕｇ．２００８

上海轨道交通６号线车站过街出入口

采用大截面矩形顶管的设计与研究

安危，赵寒青

（上海市地下建筑设计研究院，上海２０００００）

摘要：在地铁车站的设计中对设置于路侧的车站一般要求配置兼具过街功能的出人口。在上海轨道交通６号线浦电路站、龙阳路站的设计中，采用大截面矩形顶管法方案，对工作井的设置、管节的拟定、管节接缝的防水、工作井与管节接头的防水等内容予以介绍，同时对在施工中发现的一些技术细节问题进行经验总结。

关键词：地铁车站，过街出入口，大截面，矩形顶管

中图分类号：Ｕ２３１文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－３１５２（２００８）０４—２９－０３

１前言

在地铁车站的设计中常要求配置兼具过街功能的出入口，它既是地铁车站的出入口，也作为横穿道路的地下通道。以往出入口多采用明挖顺做施工，其优势是土建造价低。但由于交通繁忙，地下市政管线繁多，因此难度大费用高。在软土地区采用大截面矩形顶管施工方法施做此种出入口具有相当大的优势。其施工期间不需要搬迁地下管线，不影响道路交通的正常运行，而且施工期间无噪音，地面沉降及地下管线的变形可控制。

本文介绍在上海轨道６号线浦电路、龙阳路车站的过街出人口设计中，采用矩形顶管机施做地下通道的设计方案及体会，以期对今后类似工程的设计及施工做进一步的总结改进。

２大截面矩形顶管施工设计方案介绍

２．Ｉ浦电路车站顶管设计方案简介

浦电路车站顶管出入口平面布置如图１所示，顶管的出发井布置在车站一侧，接收井布置于东方路的另一侧，顶管线路全长４２．７ｍ，全线埋置于③层淤泥质粘质粉土、③夹粉质粘土、④淤泥质粘土层内。顶管上部覆土５．７ＩＴｌ～６．９ｍ，线路纵向坡度３％。其中ｅ）１２００污水管，距离管壁仅１．０ｍ。设计用大截面矩形顶管法施工，顶管施工时在道路两侧设置工作井，采用矩形顶管机下穿道路。

图ｌ浦电路站顶管平面布置图

顶管始发井净尺寸为１１ｍ×９ＩＴｌ，深度为１３．７ｎｌ，围护采用厚地下连续墙。顶管出洞口采用搅拌桩加固并设置一排密插型钢的①８５０ＳＭｗ工法桩，为防止出洞口加固土体的搅拌桩与连续墙间的空隙产生漏水，采用旋喷加固填满缝隙。顶管接收井净尺寸为９．３ｍ×６．３５ｍ，深度为１１．８５ｍ，设于东方路对面。围护采用地下连续墙，顶管进洞口增加３Ｉｎ厚①８５０搅拌桩加固，旋喷加固填满缝隙。

管节外形尺寸为６．２４ｍ×４．３６ｍ，壁厚为５００ｍｍ，管节长度为１．５ｒｎ。混凝土强度等级为Ｃ４０，抗渗等级为０．８ＭＰａ。

顶管机采用ＴＨ６２５ＰＭＸ一１型土压平衡式矩形隧道掘进机。

施工时，用地面沉降监控和预留注浆管进行跟

收稿Ｈ期：２００８—０５—２４

作者简介：安危，男，３６岁，毕业于武汉水利电力大学，硕士，国家一级注册结构工程师。　万方数据３０土工基础

踪注浆等措施来控制管线沉降，保护管线安全。工程已于２００６年５月１３日顺利完成，地面最终沉降控制在１．２ｃｍ，各管线监测指标均满足要求。

２．２龙阳路车站顶管设计方案简介

龙阳路站４号过街出入口如图２所示，出发井位于东方城市花园小区内，下穿东方路和龙阳路车站连接。顶管顶进长度为４０．５ｍ，全线埋置于③层淤泥质粘质粉土、③夹粉质粘土、④淤泥质粘土层内。顶管上部覆土５．５ｍ～５．８ＩＴＩ，线路纵向坡度０．７％，其中①４５０污水管，距离顶管管壁１．０７ｍ。顶管始发井净尺寸－为９．２ｒｎ×８ｍ，深度为１０．１０ｍ。始发井采用①８５０ＳＭＷ工法围护，顶管出洞口增加两排①８５０搅拌桩加固，后靠位增加三排西８５０搅拌桩，提高后墙壁承载顶管的推力。

图２龙阳路站顶管平面布置图

顶管机采用大刀盘土压平衡式矩形顶管机顶进施工，每个顶程布置地面沉降观测点。顶进过程中各项监测指标均满足要求。

２．３顶进施工中采取的措施

（１）采用减阻泥浆是减少顶进阻力的重要措施。顶进中，通过预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。压浆时必须遵循“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当的调整。

（２）在顶管工作井侧墙进、出洞口处预埋特殊钢环，由于钢环洞圈与管节问存在着空隙，在顶管出洞及正常顶进过程中极易出现外部土体涌入始发井内的严重质量安全事故。为防止此类事故发生，施工前在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈，橡胶板采用１２ｍｍ厚钢压板作靠山，压板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于顶进过程中可随管节位置的变动而随时调节，以保证帘布橡胶板的密封性能。帘布橡胶板在顶管管节的弧线段应按实际形状特别加工为扇

形，确保弧线段的密闭防水功能。

３设计中的重点及难点问题

３．１浦电路顶管始发井位置的确定问题

从对车站安全角度出发，不宜将出发井设在车站侧，应将出发井设在对面侧，并加固井后土体以解决顶管推进的后座力。但在通盘权衡下我们采用了从车站一侧工作井出发顶进的方案，此情况下顶管顶进的反推力对车站主体结构会产生何种不利影响是保证方案可行的最重要环节，计算分析后发现，适当加深工作井的深度，让井的底板板面低于车站底板结构下约０．５ｍ，利用车站的底板和中板作为顶管机顶推力支承梁的支撑点，既可保证后座力又对车站的影响减至最小。施工中的监测数据表明，效果令人满意。

３．２矩形顶管管节设计

从成本考虑，管节以采用预制钢筋混凝土结构为好，根据管壁所受工作荷载和顶进时的施工荷载两种工况进行计算，确定两通道管节均采用厚度５００ｍｍ的钢筋混凝土结构，混凝土标号Ｃ４０，抗渗等级为０．８ＭＰａ。顶进施工过程中管壁未发生受压破坏。由于通道长度短、坡度较缓，配筋计算可按荷载及地质条件选取埋深最深，最不利工况进行计算（顶管段覆土厚度一般应大于顶管长边尺寸）。

单节管长度越长则接缝越少，漏水环节少，提高了通道的纵向刚度，并加快施工进度。根据目前国内的运输及起吊技术能力，确定每节混凝土管节长度为１．５ｍ。

３．３顶管线路的最大纵坡问题

对于顶管工艺而言，线路纵向最好采用水平或沿顶进方向坡度较小的上坡为宜，但在浦电路车站的设计中，为保证车站对面出入口不突破地面道路红线，加大了上坡的坡度，采用３％的上坡坡度，在实际顶进过程中的数据表明，３％的上坡坡度是可行的；但从使用功能、顶管工艺等方面因素考虑，如无特别原因不宜突破此值。

４经验总结

４．１顶管管节的接缝处防水的处理

对矩形顶管来说，节间防水是很重要的一个环节，均采用“Ｆ”型承插式，接缝内设由锯齿形橡胶止水圈和双组分聚硫密封膏组成的两道防水装置。

从实际效果来看，两条顶管的接缝都存在一定　万方数据

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上海轨道交通6号线车站过街出入口采用大截面矩形顶管的设

计与研究

作者：安危， 赵寒青， AN Wei， ZHAO Han qing

作者单位：上海市地下建筑设计研究院,上海,200000

刊名：

土工基础

英文刊名：SOIL ENGINEERING AND FOUNDATION

年，卷(期)：2008,22(4)

被引用次数：2次

1.陈春来;魏纲;陈华辉矩形SMW工法工作井土体反力计算方法的研究[期刊论文]-岩士力学 2007(04)

2.毛海和顶管矩形工作井复合式后背墙反力分布研究[期刊论文]-岩土力学 2007(06)

3.熊诚大截面矩形顶管在城市地下人行通道中的应用[期刊论文]-建筑施工 2006(10)

4.王蓬矩形顶管施工监理工作实践[期刊论文]-建设监理 2007(01)

5.孙继辉大断面矩形地下通道掘进施工设备与技术的研究[期刊论文]-建筑施工 2007(04)

1.宋杰.侯艳春上海地铁9号线七宝站矩形顶管法应用与设计[期刊论文]-山西建筑 2010(26)

2.宋杰.侯艳春矩形顶管法在城市轨道交通中的应用与设计方法[期刊论文]-城市轨道交通研究 2010(10)本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tgjc200804009.aspx