序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇新型管幕預筑施工安全控制研究范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

1引言

管幕預筑法施工，在預先支護條件下進行土體開挖，既能夠確保施工安全，同時又盡可能減少對地面環境的干擾，也不會影響地面通行［1］。黎永索、張可能等［2－3］根據工法施工特點將改進后的新管幕法命名為管幕預筑法，并分析管幕預筑法與管幕法的異同、優化了管幕預筑法頂管排列間距，對頂管施工過程中豎井井壁變形規律、隧道預筑前管幕地表沉降進行了大量研究［4］;楊仙［5－6］在管幕預筑法施工單拱大跨度地鐵車站地表沉降研究中指出，管幕預筑法頂管施工其頂進順序對控制地表沉降至關重要。本文依托太原市迎澤大街下穿火車站通道工程，介紹管幕預筑一體化結構施工關鍵流程、安全控制技術、施工工藝和沉降變形監測情況。相關技術成果對類似工程具有較好的指導意義。

2工程概況

太原火車站為運營中的特級火車站，火車站建設工程包括兩條1－15m的車輛通道。通道總長463m，管幕段總長210.1m。施工過程不能影響太原站的正常運營，且具有沉降控制嚴、障礙物多、結構埋深淺等難點。項目組提出了支護結構一體化設計理念，將地下工程傳統施工方法由先開挖或先超前加固、開挖，后初支、二襯形成地下工程結構，創新為先支護結構一體化施作剛性結構，再開挖土體的管幕預筑結構。本技術適用于城市變形敏感區地下大空間工程［7］。

3關鍵技術

3．1總體施工方案管幕預筑一體化結構方案主要思想為:通過頂進→切割、焊接→綁扎鋼筋、澆筑混凝土后形成管幕結構→開挖管幕內部土體后形成類似矩形大跨度通道，工程橫斷面如圖1所示。該工法主要分為四個工序:工序一:修建始發、接收工作井;進行線路扣軌加固及φ180鎖扣式管棚施工;在工作井內沿結構橫斷面輪廓線依次分段頂進直徑2m的鋼管。上部采用敞開式頂管機施工，下部采用土壓平衡式頂管機施工。工序二:在工作井內頂進所有鋼管后，形成管排，先將相鄰鋼管重疊部分割除，再將切割后相鄰鋼管與安裝的鋼板進行焊接。鋼管切割、支護施工按照分層和分段原則垂直分為上、中、下三層。工序三:支撐柱焊接完成后，進行結構鋼筋綁扎，澆筑混凝土，依次循環，最終在廊道內形成穩固長久的主體結構。主體結構施工同樣按照分層、分段原則。工序四:在結構內部進行土方開挖，切割側向拱肋。

3．2工作井施工主要包括基坑施工、砂墊層和混凝土墊層施作、豎井襯砌施工、鋼筋混凝土封底。開挖之前，地下水位降至井底0.5m以下，在井內設置頂進鋼管所需的后背墻、頂管支架及導軌等。始發工作井的結構布置應具備足夠的后座反力:當反力墻用于支撐千斤頂時，應充分利用土體阻力;當墻后土體抗力和變形不能滿足頂管機始發和墻體變形要求時，應采取相應措施。工作井結構應滿足頂管機施工過載要求，預留洞門直徑應滿足頂管機始發和接收要求，洞門處設置滿足頂管機始發和接收要求的洞門密封裝置。

3．3超淺埋鎖扣管棚為保持土體穩定，形成安全作業面，南、北通道各打設φ180鎖扣管棚69根，最小埋深2.2m。鎖扣管棚穿越10條運營鐵路線，處于眾多障礙物的雜填土層中。施工流程:鎖扣管棚加工→施工平臺搭設→調整鉆機及鋼管軸線、坡度→鋼管頂進、出土→面向角、傾斜角數據記錄→循環進尺裝管焊接→頂進完成、拔桿清土、拔探棒→根據需要進行管內測量→堵頭板焊接→鎖扣管棚注漿。

3．4鋼管頂進

3．4．1頂管掘進機選型經多方論證，上部雜填土中存在障礙物區域采用敞開式頂管掘進機，下部原狀土區域采用土壓平衡式掘進機，如圖2所示。在頂管始發前通過可移動導軌調整頂管位置，保證工作面移動導軌與目標頂管處于水平［8］。圖2管幕結構頂進施工設備3．4．2頂進工序(1)施工準備:做好導軌后靠板、洞門內安裝內接導軌、主頂千斤頂和千斤頂支架，安裝止水裝置等前期準備工作，精確放樣，控制好導軌高程與洞門等高。(2)頂管機就位:頂進機下吊，置于導軌之上，下吊頂鐵，調試頂管系統。(3)頂管始發:主頂千斤頂開始頂進，將頂管機機頭頂置開挖洞口處，開始切削土體，并輸送工作泥漿。(4)管節拼接:將注漿管道斷開，油缸收縮，對管節進行焊接，焊接完成重復步驟(3)，繼續頂進。(5)管節頂進:主頂千斤頂頂進，并輸送觸變泥漿，頂進過程同步驟(3)。頂進時需實時關注軸線，保持復測，持續糾偏。(6)頂管接收:提前做好接收準備，破除部分洞門，并安裝好接收導軌。(7)循環上述過程直到頂管全部結束。所示。

3．4．3障礙物處理基于“先長后短、先宏后專、先易后難的探測原則［9］，持續跟進開挖驗證”為指導思想的綜合預報方法，建立“勘察地質分析－現場地質調查－物探分析－鉆探分析”的障礙物綜合探測技術體系，解決隱蔽障礙物探測識別難題，為風險分析和控制提供技術保障。

3．5鋼管切割、焊接

3．5．1切割工序管幕結構為橢圓形體系，對所有已頂進的鋼管進行管間三角區注漿加固(如圖4所示)并進行管間內部切割，最終實現管間互連，形成一個整體結構。注漿加固主要采用徑向高壓旋噴樁加固。所有管間三角區注漿加固完成后，進行管間切割。采用氣爆切割與等離子切割相結合的方式，并將整個切割過程分兩次進行，切割采用跳步施工。

3．5．2智能切割設備研發鋼管內切割支護焊接成套設備，采用人工遠程控制，機器人自動切割、焊接。整個系統由機械臂、AGV智能移載裝置、機器人焊槍、割槍及smartweld控制系統等構成。同時配套研發了智能化控制及焊圖5鋼管切割臺車縫激光跟蹤系統，以解決遠程控制、自動行走及精準定位等難題，可實現作業距離在5m以內，管道內行走精度±5cm;作業距離在5～10m之間，行走精度控制在±10cm。智能化視覺識別焊縫偏差±1mm，如圖5所示。自動化切割支護系統在工程現場應用，共切割支護3.6×20根=72延米，切割窗口數量為3×20根=60個。設備的應用實現了智能作業，快速切割、焊接，切割速度達到1.89m/min，焊接速度達到1.54m/min。單窗口切割及支護時間縮短到2h，效率是人工切割支護的8倍，共用時30d。

3．6混凝土澆筑和土方開挖

3．6．1鋼筋綁扎混凝土澆筑前進行鋼筋綁扎，頂板與底板鋼筋采用馬凳筋架立，間隔1m，呈梅花形。豎向鋼筋需布置在側墻外部一側，綁扎水平鋼筋時，要布置于側墻內部一側。頂部和底部鋼筋有很多交叉點，須綁扎牢固。兩端布置兩排鋼筋對交叉點要求相同，中間部分鋼筋綁扎需間隔進行，采用梅花式綁扎方式。兩層鋼筋網之間要設置拉筋，要求為φ12@200×300，布置為梅花形。采用鋼筋機械連接工藝和等強直螺紋連接技術，確保接頭能充分發揮母材的強度，克服傳統鋼筋綁扎浪費、燒傷、咬傷鋼筋的缺點［10］。

3．6．2混凝土澆筑主體結構采用早強、自密實、微膨脹C40混凝土，抗滲等級P8。自密實混凝土澆筑最大水平流動距離要具體問題具體分析，不同施工部位要求不同，流動距離原則上不得超過7m，每7m設置一處布料點。自密實混凝土的澆筑點要分布均勻［11］，連續澆筑，間隔時間不超過2h。

3．6．3土體開挖結構成型后在內部進行土方開挖，完成后進行補強注漿，切割側向拱肋;結構內部裝修后鋪設路面，通道施工完成。4監測結果分析為檢驗多種復合安全控制技術效果，保障管幕結構施工期穩定，對路基、軌道和站臺沉降進行了24h觀測。前期測點總數720個，后增加線間路基沉降點60個，共計780個［12］。由圖6、圖7可知，路基最大累計沉降量為9.4mm，軌道最大累計沉降量為8.9mm，滿足設計沉降10mm要求。

5結束語

根據施工過程監測結果，管幕預筑一體化結構在施工期間各項指標滿足設計要求，表明管幕預筑一體化結構關鍵技術在太原下穿火車站工程得到成功應用。同時說明管幕結構鎖扣管棚、大直徑群管頂進順序、頂力控制、鋼管切割及混凝土澆筑順序等安全控制技術有效可行。新型管幕預筑一體化結構設計及成功應用，為超淺埋隧道下穿既有線路提供了一個新思路，可為類似工程提供成熟的施工技術體系和經驗，該工法具有較強的實用性和推廣價值。

參考文獻

［1］劉洪波．城市軌道交通地下車站暗挖工法綜述［J］．城市軌道交通研究，2015，18(7):99－104，108．

［2］黎永索，陽軍生，張可能，等．弧形密排大直徑管群頂管地表沉降分析［J］．中南大學學報(自然科學版)，2013，44(11):4687－4693．

［3］黎永索，張可能，黃常波．管幕預筑淺埋隧道穩定性分析［J］．中南大學學報(自然科學版)，2012，43(9):3646－3651．

［4］黎永索，陽軍生，張可能，等．弧形密排大直徑管群頂管地表沉降分析［J］．中南大學學報(自然科學版)，2013，44(11):4687－4693．

［5］楊仙，張可能，李鐘，等．管幕預筑法中鋼管頂進對地面沉降的影響［J］．沈陽工業大學學報，2012，34(4):469－473．

［6］楊仙．管幕預筑法中密排大直徑鋼管群頂進研究［D］．長沙:中南大學，2012．［7］郭勇．超淺埋大直

作者:劉秀芝 單位:中鐵十四局集團第二工程有限公司