,0,大型非开挖技术在综合管廊中的应用综述,大型非开挖技术在综合管廊中的应用综述,1,根据国务院办公厅关于推进城市地下,综,合管廊建设的指导意见(国办发2015,6,1,号)，及6月17日住建部推进城市地下综合管,廊,建设的专题会议精神,：,“要求,坚决,落实,管线全部入廊,的要求，,绝,不能,一边建设地下综合管廊，一边,在管廊外,埋,设,管线,”,。,国务,院,文,件,建设,部,规,范,日,本,共同沟实施法,台,湾,共同管道法,按照,国外综合管,廊的发展规律：共同沟,立,法、地下管线强制入廊，是未来的趋势所向,。,引言-,综合管廊主干线与非开挖技,术,1,根据国务院办公厅关于推进城市地下综 合管廊建设的指导意见,2,引言,-综合管廊主干线与非开挖技,术,参考国外成,熟的共同沟建设经验：,在大中型城市，地下空间资源普,遍,紧张，很难在浅层满足综合管,廊主干线的空间需求，经综合考虑，常选,用,大型非开挖技术实施城市主干线及特殊节点部位,。,以国内一,线城市为例：,本人于2008年在上海参与建设了一条6200,的,城市地下电缆主干线。由于上,海市区的地下浅层均已被地铁、原水箱涵,等,占用，而新建的高压主干线，,不再允许以架空方式进入上海主城区（政,策,变化，正如即将到来的管线强,制入廊）。业主不得不采用盾构、顶管等,非,开挖技术，来实施这条500KV电缆主线管沟,。,2,引言-综合管廊主干线与非开挖技术参考国外成熟的共同沟建设经验,3,引言,-综合管廊主干线与非开挖技,术,管沟必须建,，,浅层没,空间,，,怎么办,？,最终,，,本工程基坑挖深,达,28.5m，还需盾构出洞即大坡度下行，才能确保避开运营中的地铁隧道,。,工程全线不算其他的构筑物，仅下穿地铁，就多达12次,。,10年之后的今,天，上海地铁线路本身,已,普遍,叠交，地下空间资源更加稀缺，可以,预,见，,这条电缆主干网如现在才上马，其成,本,还将大幅增加,。,因此，无,论是国外还是国内，大型非,开,挖技术，都不会缺席综合管廊主干线的建设,。,而且，早实施比晚实施更节省业主的投资,。,3,引言-综合管廊主干线与非开挖技术管沟必须建，浅层没空间，,4,“量身定制”-异形盾构,/,顶,管,优化截面型式，提升管沟空间利用,率,“积小成大”-MMB工法,”,小型盾构搭积木，筑超大管沟结,构,“超前支护”-管幕工,法,管排互锁，成就短距离曲线管,沟,“金蝉脱壳”-DAPPI工,法,无接收井条件下完成管沟的互联互,通,“窥天利器”,-,各种竖向掘进,机,管沟各类,出,入口的非开挖解决方,案,“出入,自,如”-GPST工,法,把始发/,接,收井全省掉？可行,！,目录,-大型非开挖技术,与,综合管廊主干,线,4,“量身定制”-异形盾构/顶管“金蝉脱壳”-DAPPI工法,5,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,“量身定制”-异形盾构,/,顶,管,优化截面型式，提升管沟空间利用,率,长久以来，由于,圆形易于切削，结构,受力体系,合,理,，盾构及顶管大多为圆形截面,，采用其他截面形,状,的盾构/顶管，均被称为异形,。,然而，从综合管廊的使用功能来分析,，圆形截,面,空间利用率低，浪费地下净高资,源,，不一定是最经,济,合理的选择。此时，根据综合管,廊的空间需求，可,适,当优化盾构/顶管,的截面型式，以提升管沟的空间,利,用率,。,5,一、“量身定制”-异形盾构/顶管“量身定制”-异形盾构/顶,6,1.多圆盾构与DOT盾,构,在众多接近矩形的异形断面工,法中，最,早,仍利用圆形盾构的优点，以双圆及,各类并列,圆,形为主，之后衍生出DOT盾构（轮幅形切削器,，,同步控制相互不接触）的概念,。,多圆盾构即保留了圆形截面的,优点，又,能,实现接近于矩形的利用空间，获得,了较快的,推,广。但是，由于多圆盾构接缝处存,在海鸥型,凹,槽，易产生背土导致地表隆起，因,此对沉降,控,制技术的掌握提出了较高的要求,。,DOT盾,构,双圆盾,构,三圆盾,构,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,6,1.多圆盾构与DOT盾构在众多接近矩形的异形断面工法中，最早,7,日本有明北地区供应管道共同沟建设工,程,采用9.35m15.86m横向,二连型DOT盾构机，建,设,的,综合管廊工程,，也是迄今为止的DOT工法实绩中最,大,直径的盾构机,。,我公司实施的双圆盾构隧,道,中国最早应用,，是我公司2004年承建的上海地铁,8,号线2标工程，本台,盾构成功建造出6.3m*10.9m的地,下,空间，共掘进11.6公里,。,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,7,日本有明北地区供应管道共同沟建设工程采用9.35m15.,8,2.(类)矩形顶,管,为了,减少背土,效应,，并让隧道断面更有利于管沟,空,间的充分利用，矩形及类矩形的掘进机随后迅猛发展,。,3.09m4.29m,矩形顶,管,名古屋市北区共同沟安装隧洞工,程,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,8,2.(类)矩形顶管为了减少背土效应，并让隧道断面更有利于管沟,9,我公司1995年开始研究矩形顶管技术，一直领先于国内，,紧随世界先进水平。2005年起，上,海,建工、中铁二局等也开始采用矩形顶管施工，此工法开始大面积推广。（以下均为我公司业绩,）,1995年/2.5m2.5m,我公司首发实验,的,可变网格式,顶管,机,1999年推出3.8m3.8,m,组合刀盘式,矩形顶管,机,2003年推出6m4m,偏心多轴式,矩形顶,管,2008年推出6.9m4.2,m,三刀盘组合式,矩形顶,管,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,9,我公司1995年开始研究矩形顶管技术，一直领先于国内，紧随世,10,2012年推出6.9m4.2,m,行星刀盘式,矩形顶,管,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,10,2012年推出6.9m4.2m 行星刀盘式矩形顶管一、“量,2014年，借助我司超大型全断面异形隧道掘进装备的研制超大型全断面矩形顶管掘进施工关键技术研究,的平台，我公司为郑州下穿中州大道工程，定制了,世界最大,的10.4m7.5m矩形顶管,。,11,2014年，借助我司超大型全断面异形隧道掘进装备的研制,3.(类)矩形盾,构,習志野市菊田川,2,号幹線管渠工,程,3.984.38泥土加压式矩形盾,构,12,3.(类)矩形盾构習志野市菊田川2号幹線管渠工程3.984,一、“按需定型”-异形盾构/顶,管,2015年，我公司在设计施工总承包项目宁波轨交TJ3111,标，为业主量身定做了,世界最大,的,11.83m*7.27m土压平衡类矩形盾构,，,13,一、“按需定型”-异形盾构/顶管2015年，我公司在设计施工,除了以上为轨,道交通定制的B型机，我司还为综合,管,廊、地下通道开发了市政通用A型机：,矩,形顶管盾构一,体,机,，相关的课题也已通,过科研论证。下一步，我公司将,根,据业主需求量身定制,。,B型机隧道施,工,A型,机,一、“量身定制”-异形盾构/顶,管,矩形顶管盾构一体机（市政通用A型机,）,14,除了以上为轨道交通定制的B型机，我司还为综合管 廊、地下通道,二、“积小成大”-MMB工法,”,“积小成大”-MMB工法,”,小型盾构搭积木，筑超大管沟结,构,虽然盾构,掘进机的最大断面记录一直在,刷,新，使得许多超深超大的地,下空间得以实现,，,但是，必然有一个平衡点，,会导致更大的单,体,掘进机在经济方面没有优势,，在小半径转弯,方,面难以满足,。,此时，可,以转换思路，利用小型矩形盾,构,组合，来构筑大断面管沟结构，即MMB工法,。,15,二、“积小成大”-MMB工法”“积小成大”-MMB工法”,二、“积小成大”-MMB工法,”,MMB工法的施工流程,：,典型案例：,东京都中央区银座某处地下空间,开,发项目，周边环境极,其复杂，工程难度非常大，,因,此选用MMB工法作,为非开挖施工方案，周边沉降,被,控制在最小限度,。,1.小矩形盾构挖,掘,2.依次完成外轮,廓,4.滑动钢板连接处临时挡,土,3.连接部位止水注,浆,5.连接部位开挖、连,接,6.连接部后浇钢筋砼结,构,16,二、“积小成大”-MMB工法”MMB工法的施工流程：1.小,二、“积小成大”-MMB工法,”,7.养护合格、空间开,挖,8.完成后续内壁施,工,外轮廓钢壳采用槽钢等,通用钢材,，经济性优越,。,连接部位的钢壳外预留了挡土用的,滑动钢板,。,采用,同步壁后注浆,方式，有效防止地基变位,。,可满足转弯半径仅80m的,小曲线施工,。,MMB工法的工艺特点,：,17,二、“积小成大”-MMB工法”7.养护合格、空间开挖8.完,二、“积小成大”-MMB工法,”,小身,材,MMB工法对业主有利的优点,：,浅覆土,下也能进行施工,。,收放临时设备的,用地面积小,。,对,地面交通的影响,控制在最小范围,。,小矩形盾构，让,用地宽度最小化,。,通过调整隧道间的连接尺寸，能应,对,地面的扩大缩小及曲线部的施工,。,大幅度,减少不良土,的发生,。,大作,为,18,二、“积小成大”-MMB工法”小身材MMB工法对业主有利的,三、,“超前支护”-管幕工法,+,“超前支护”,-,管幕工法,+,管排互锁，成就短距离曲线管,沟,大,口径的盾构优点很多，目前已得到,广,泛应用，但是对于,距离较短,的地下空间开发,，,如综合管廊过街、运管中心及地下,变电站,等,功能性的局部大空间，虽然由于各,种客观,因,素无法明挖施工，但出于经济方面,的考虑,，,大盾构显然不是最佳选择,。,目前，通过技术改良，各种“管幕法+”,，,正变得越来越有竞争力,。,管幕工法的核心，是在始发坑与,接收坑,之,间，以单,管顶进为基础，各管间依靠注入止,水,剂的锁扣,相接，形成封闭或半封闭空间，起,到,超前支护的效果,。,19,三、“超前支护”-管幕工法+“超前支护”-管幕工法+管幕,三、,“超前支护”-管幕工,法,然,而，若仅采用常规的管幕工法实施,大,断面地下空间，地基加固的量将非,常大，,而,且由于较难保证钢管的扰度和止水,，难以,满,足市中心较高的沉降控制要求,。,因此，“管幕+预筑”，“管幕+冻结”,，,“管幕+箱涵推进”就成了新的选择,。,1.管幕+预筑（即“新管幕法,”）,新,管幕法所顶钢管均为大直径钢管，,以,便在施工后期，直接将拟建结构物,外轮廓,，,施作于所顶钢管内,。,以功效来比较：老管幕法的作用类似于,矿,山法开挖中,的管棚，一般只作临时支撑用。,而,新管幕法则能,直接预筑永久性结构,(,这一点,与,MMB工法类似)。最简单的就像下图这样,：,20,三、“超前支护”-管幕工法然而，若仅采用常规的管幕工法实施,三、,“超前支护”-管幕工,法,新管幕法在超大断面的广泛推广是90,年代末,期,从韩国开,始的，其成熟的标志就是著名的首尔9号,线,923车站，获得了2009年ICE（英国土木工程师学会,）,“文莱奖”,。,首尔923车站管幕技术示意,图,2010年，国内的沈阳,地铁也首次成,系,统的应,用新管幕法构筑地铁车站（新乐,遗,址站）,，效果良好。新管幕法无论截面,大,小，都,有一定的适用性，可以在综合管,廊,中予以推广,。,21,三、“超前支护”-管幕工法新管幕法在超大断面的广泛推广是9,三、,“超前支护”-管幕工,法,2.管幕+冻,结,管,幕的主要作用是挡土和防水，一,般,在土质,较差水压较高的地质条件下，实,施,曲线管幕，风险会比较高,。,而,冻结法的优势正在于此，市政中,应,用最广的莫过于各种联络通道，效果很好,。,因此，将两种工艺结合起来优势互补,，,就衍生,出“管幕冻结法”：把冻结管布,置,在钢管,幕内，使之形成冻土帷幕，以达,到,止水的目的，构筑超大型的“联络通道”,。,然而，管幕冻结法不,同于常规冻结，其冻结,管,并不与土体直接接触,。因此，其成败的关键在于,，,如何确保冻结，同时防止冻胀造成浅覆土隆起,。,目前的解决办法是,：,设计,三套管路作,为,不同的用途，圆形,冷,冻,管和异形冷冻管确,保,冻,结并抵御冻土弱化,，,限,位