日本地下管线密集复杂的软弱地层内大断面矩形顶管施工

日本东京都胜哄东地区中心城区再开发项目中，需要建设一条长约123m的地下连接通道连接高层住宅和地铁大江户线胜哄站，由清水建设承建。由于施工地点地下管线密集复杂、地面建筑物间距极小，工程决定采用7.4m×4.6m密闭型土压式矩形顶管法施工，开挖断面面积34.08m ² 。

       

在矩形顶管施工中，工程面临的主要难点和解决措施如下：            

           

               

设备配置空间紧张                                    

                 

               

                 

1                

由 于施工现场空间狭小，标准设备配置所需的800 m ² 用地无法满足。因此，采取 了加高台阶式配置方式，使用筒仓型输泥设备，并将排泥设备配置在工作井下的渣土坑内。

             

           

               

箱涵横向移送难度大                  

                 

               

                 

2                

顶管机总重量为247t，箱涵重量为51t，无法使用常规横向移动设备。因此， 开发了一种特殊横向移动自走台车，额定最大荷载90t。              

           

               

开挖面地层变形控制                  

                 

               

                 

3                

采用偏心多轴驱动刀 盘，未切削率仅为5.3% ，并采用全周回转型驱动方式，以减少对周边地层的影响。

           

               

掘进精度控制                                    

                 

               

                 

4                

设置中间千斤顶形成两道铰接结构，提高掘进精度，并在顶管机和箱涵的张拉部位设置5处，以应对自沉风险。              

           

           

               

滚动偏转控制                                    

                 

               

                 

5                

配备了可控制各刀盘旋转方向的装置 ，设置了双液固结型填充减摩剂注入孔和土体加固注入孔，安装滚动角传感器，以进行及时控制。              

           

           

               

主顶力控制                                    

                 

               

                 

6                

在隧道各面增加注入孔，注入壁后注浆液和减摩剂，并采用合理的设计顶力计算公式。

           

           

               

狭小到达井内的顶管机接收                                    

                 

               

                 

7                

采用牵引回收方式，将顶管机驱动装置牵引至始发侧，再拆除顶管机外壳。              

顶管正式掘进中，通过合理配置设备和优化工序，掘进速度提高到20mm/min左右，日进尺达到1.4m/节，满足计划进度要求。滚动偏转得到了有效控制，通过少量多次注入双液固结型填充剂，并逐步减少注入量，避免了喷涌和地下水涌出 。

         

近年来，为了对有限的城市空间进行集约利用，日本大力发展地下空间建设技术。其中，非开挖技术在施工过程中对于地面影响极小，施工占用土地通常仅在始发段和到达段，因此能够减少施工沿线的交通管制和环境影响。利用非开挖技术推动城市地下空间建设具有缓解城市拥堵、提高资产价值等优点。                  

编译：JIN

编审：VICKY

排版：海绵小新

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