上海軌道交通六號(hào)線龍陽(yáng)路車站是一個(gè)比較重要的站。車站共有4個(gè)出入口,其中4號(hào)出入口穿越東方路,入口設(shè)在車站西側(cè)的東方城市花園小區(qū)內(nèi)。由于東方路為浦東的交通主干道,兩側(cè)管線復(fù)雜,為此,業(yè)主與設(shè)計(jì)單位經(jīng)多次研究后,決定該通道采用4m×6m矩形頂管方式施工。通道的設(shè)計(jì)單位為上海地下設(shè)計(jì)研究院,施工單位為上海隧道股份浦東有限公司,監(jiān)理單位為上海上咨建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司。
1 工程概況
本通道橫跨東方路,長(zhǎng)40.5m,頂管外形尺寸4m×6m,頂管推進(jìn)坡度7‰,平均覆土厚度5.7m;頂管始發(fā)井建在東方城市花園小區(qū)內(nèi),東貼東方路人行道,西貼小區(qū)網(wǎng)球場(chǎng),南北分別貼近小區(qū)住宅和會(huì)所;施工場(chǎng)地十分狹小,環(huán)境保護(hù)要求很高;始發(fā)井凈尺寸為8m×9.2m,深度11.7m;接受井與龍陽(yáng)路車站主體西側(cè)連通,受通道頂進(jìn)方向影響,該井的平面呈五邊形,深度11.2m。兩井均采用SMW工法樁圍護(hù),樁長(zhǎng)25m,用¢850三軸攪拌機(jī)施工,插入H700×300型鋼,井底板采用¢600鉆孔樁固定抗浮,基坑根據(jù)深度變化,設(shè)置了三道¢609鋼管支撐。
2 地質(zhì)及管線情況
該頂管主要推進(jìn)區(qū)域在③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層和④層淤泥質(zhì)粘土層中,該區(qū)域淺部地下水屬潛水類型,主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水,水位隨季節(jié)變化,年平均一般在0.5~0.7m之間,地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。
通道穿越東方路兩側(cè)沿線的地下管線有煤氣、給水、污水、電力電纜、通信等共十根管線,其中埋深最深的是¢450污水管,距頂管頂部距離約0.9m。
3 主要機(jī)械設(shè)備工作原理及管片情況
通道施工選用上海隧道股份公司自行開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造的土壓平衡式矩形頂管機(jī)。頂管機(jī)機(jī)頭由兩個(gè)3m×3m的大刀盤組成,刀盤由兩組4根共8根偏心軸連接,可分別驅(qū)動(dòng)(液壓),并能進(jìn)行相對(duì)和相反運(yùn)動(dòng),在對(duì)前方土體進(jìn)行全面切削的同時(shí)支撐開挖面;整個(gè)系統(tǒng)以土體平衡為工作原理,刀盤切削的土體進(jìn)入土壓倉(cāng),通過(guò)調(diào)整兩只螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速及頂進(jìn)速度來(lái)控制出土量,使土倉(cāng)的壓力值穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi),使機(jī)頂與開挖面的土體取得平衡,從而有效防止正面土體倒塌。該機(jī)械采用機(jī)電—液壓一體化技術(shù),由結(jié)構(gòu)緊湊的閉式液壓系統(tǒng)和PCL電氣控制系統(tǒng)組成。頂管機(jī)刀盤最大扭矩44tm×2,糾偏系統(tǒng)由16個(gè)千斤頂組成。
管片由鋼筋混凝土整體澆注成型,在工廠預(yù)制加工,外形尺寸4000mm×6000mm,管壁厚度500mm,長(zhǎng)度1500mm,混凝土強(qiáng)度C40,抗?jié)B等級(jí)P8。本工程共用管片26節(jié)。
4 主要施工程序與主要施工難點(diǎn)
4.1主要施工程序
地面準(zhǔn)備工作→頂管機(jī)就位調(diào)試→頂管機(jī)出洞→正常段頂進(jìn)施工→頂管機(jī)進(jìn)洞→頂管機(jī)進(jìn)洞后施工。
4.2主要技術(shù)難點(diǎn)
本工程主要技術(shù)難點(diǎn)是:地面準(zhǔn)備工作、頂管機(jī)進(jìn)場(chǎng)吊裝就位、調(diào)試、頂管機(jī)出洞段控制、頂管過(guò)程中軸線控制、頂管機(jī)進(jìn)洞、進(jìn)洞后的工作。
5 監(jiān)理工作實(shí)踐
矩形頂管在目前施工中使用不多,主要是由于矩形頂管的外形受力不很合理,在頂進(jìn)過(guò)程中易產(chǎn)生背土效應(yīng),造成土體破壞。通過(guò)一些工程實(shí)踐,也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn),故此次施工,引起了各方的高度關(guān)注,建設(shè)方申通集團(tuán)與六號(hào)線項(xiàng)目公司,專門召開了研究會(huì)議,對(duì)施工方案進(jìn)行了細(xì)致討論。針對(duì)此次頂管工作的特點(diǎn),監(jiān)理組在按常規(guī)開展監(jiān)理工作的同時(shí),著重對(duì)下列幾項(xiàng)工作進(jìn)行強(qiáng)化管理:
5.1做好認(rèn)真細(xì)致的準(zhǔn)備工作
施工前,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)、施工方進(jìn)行設(shè)計(jì)思路、施工方案與工藝、安全與文明施工的交底,并與施工單位進(jìn)行技術(shù)交流;編寫監(jiān)理實(shí)施細(xì)則,認(rèn)真審核施工方案;對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)和安全交底,從而保證了全體監(jiān)理和施工人員對(duì)即將實(shí)施的施工過(guò)程、控制方法做到心中有數(shù)。
5.2監(jiān)測(cè)方案的編制與實(shí)施
由于東方路沿線管線情況復(fù)雜,依據(jù)合同及施工方案的要求,選擇了第三方作為本工程的監(jiān)測(cè)單位。在工程實(shí)施前,我們要求該單位制定詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案。由于東方路上不允許埋設(shè)深層沉降樁,所以通過(guò)設(shè)置地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)間接反映管線沉降情況。根據(jù)監(jiān)測(cè)方案要求,從始發(fā)點(diǎn)出發(fā),沿推進(jìn)軸線每間隔5m設(shè)置一排地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),每排設(shè)三個(gè),點(diǎn)與點(diǎn)相距5m。為加強(qiáng)對(duì)重要管線的監(jiān)測(cè),又專門在¢1200給水管、¢450污水管和¢800雨水管在推進(jìn)軸線位置上,增設(shè)了觀測(cè)點(diǎn)。同時(shí)要求監(jiān)理單位在頂管施工期間,每天不少于兩次對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),在機(jī)頭逼近重要管線時(shí),增加對(duì)深沉沉降觀測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)密度,直到機(jī)頭遠(yuǎn)離管線且沉降值穩(wěn)定后,再恢復(fù)原來(lái)的頻數(shù)。由于各參建單位都對(duì)監(jiān)測(cè)工作比較重視,整個(gè)過(guò)程、重要部位的沉降值,都控制在設(shè)定范圍以內(nèi)。
5.3洞門安裝和基座安裝
根據(jù)設(shè)計(jì),洞圈與管節(jié)間存在114mm的空隙。在頂管出洞和正常頂進(jìn)過(guò)程中極易出現(xiàn)外部土體涌入始發(fā)井的事故,為防止此類事故發(fā)生,設(shè)計(jì)在洞圈上加了簾布橡膠板密封圈,并用厚12mm的鋼板壓蓋。監(jiān)理對(duì)洞圈施工嚴(yán)格要求,重點(diǎn)檢查,以確保簾布橡膠板在頂管施工過(guò)程中保證密封性能。
基座是為頂管機(jī)提供推進(jìn)反力,目的是要求其在頂進(jìn)過(guò)程中,在承受各種負(fù)載的情況下,都能保持不位移、不變形、不沉降?;罂颗c內(nèi)襯間預(yù)留了一定的空隙,固定后需在空隙內(nèi)填C20素混凝土,使頂管在頂進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的反力通過(guò)后靠均勻地分布在內(nèi)襯墻上。鋼后靠的高程偏差不超過(guò)5mm,水平偏差不超過(guò)7mm。
5.4主頂定位及機(jī)械調(diào)試
頂進(jìn)軸線主要靠主頂來(lái)控制,故在主頂定位時(shí),要求與管節(jié)中心軸線形成對(duì)稱分布,以保證管節(jié)均勻受力。頂進(jìn)軸線偏差控制:高程+800mm,-100mm;水平±100mm。
主頂定位后,需進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)收,出洞前對(duì)機(jī)械進(jìn)行反復(fù)調(diào)試,保證12個(gè)千斤頂?shù)男阅芡旰?,使頂管機(jī)在工作中能始終保持最佳狀態(tài)。調(diào)試與驗(yàn)收工作,由專業(yè)單位實(shí)施,監(jiān)理對(duì)其試驗(yàn)與驗(yàn)收過(guò)程做好相應(yīng)記錄。