一、工程概况

本工程为黄冈城区地下综合管廊PPP项目顶管工程，是目前国内顶管管径最大的岩石顶管工程，管材尺寸：内径4000mm，外直径4800mm，壁厚400mm，长2500mm；管节性能：混凝土强度C50 ，抗渗等级P12；管片连接：“F”型承插接口，两道止水圈防水，单节管材重40吨。管道埋深：10m～12m，管道沿线穿越东门路、东方广场两个路口（明珠大道），沿东门路辅道一侧下穿走向，交通便利。地勘资料显示为中风化砂岩岩石强度为58mpa，局部有杂土层。顶管全长1137m，单段顶进长度332m。是一次复杂地层大断面岩石顶管的重要实践。

 

管线、工作井布置图

二、工作井施工

工作井规格：外壁长：21.6m、外壁宽:15.75m、壁厚：1.5m、井内长：18.6m、内宽：12.75m、深：18.98m。；设置在东门路半幅机动车道及人行道上，工作井一侧距五层楼的中国人寿财险办公楼只有10m、工作井一侧3.5m处有1条高压电缆沟，工作井一侧0.7m处有改迁过的Ф600mm雨水管，工作井一侧约3m有1条燃气管，均对其采取加固保护措施，在施工中未出现任何安全隐患。沉井结构比较大，深度高达18.98m，沉井分三节预制下沉。沉井下沉主要土层为：黏土层、强风化砂岩和中风化砂岩，沉井岩石下沉较为困难，采用人工风镐配合啄木鸟破除岩石下沉，并在下沉的过程中及时纠偏、控制下沉速度、控制垂直度、轴线和高程，防止突沉。

 

沉井刃脚砖胎膜施工

  

沉井养护

啄木鸟岩石沉井

三、泥水平衡岩石顶管机选型与配置

顶管机设备选型：施工单位黄石精武顶管工程有限公司根据地勘和沉井下现场岩石强度的实际情况，邀请国内非开挖著名专家和扬州广鑫重工设备厂技术人员现场踏勘并研究出最适宜的技术方案，采用复合刀盘泥水式岩石顶管机，其主要特点有：结构紧凑；操作容易；维修方便；对所顶进的管线进行全断面切削；除滚刀破碎外，还有刀盘刀背破碎和多边形破碎功能；刀盘采用两把三刃滚刀、20把双刃滚刀和多个刮刀造成，破除岩石强度达到 100mpa；刀盘动力系统采用10 台 45kw-4电动机；采用最大直径 900的中心主轴；本台顶管机由于体积大运输不便，分三部分，第一部分是刀盘，第二部分是动力舱，第三部分是壳体，下井后组装。

 

YSN4000mm岩石顶管机

  

10台45kw-4电动机、直径900的中心主轴 动力箱吊装

刀盘吊装

刀盘连接组装

第一部分是刀盘，第二部分是动力舱，第三部分是壳体，井下组装

四、泥水平衡岩石顶管施工

在岩石顶进过程中，采用六只300吨和两只备用千斤顶组成顶进动力系统，控制了顶力、速度、匀速顶进；在纠偏时勤纠、微纠和看趋势纠偏；注浆管采用2比1，注浆孔每节管采用4个，膨润泥浆采用适宜的材料，有较低的黏度、较高的稠度、较好的触变性、较低的摩擦系数和较好的稳定性，形成完好的泥浆套。本段332米安装了两个中继间，但最大顶力没有超过25mpa中继间没有使用。在顶进复杂地层时出现路面变形控制难等一系列施工难题。在顶进完成后，特别是使用了新型专利设备土砂泵用于地层沉降治理，取得了非常好的效果，有效保证了路面沉降及地下管线的安全。

  

千斤顶组成动力系统

顶进后靠背

  洞门止水橡胶圈、折页板、轨道安装

洞门破除

 

始发仪式

 

正常顶进

  

触变泥浆设备

触变泥浆制作

  

注浆孔布置

注浆施工

 

 

管材存放止水圈安装

管节翻转

  

中继间安装

中继间修复

岩石顶进断面图片 

施工完后交甲方安装管线

黄冈城区地下综合管廊PPP项目顶管工程，有效的解决了东门路交通疏解，管线改迁，施工扰民的难题，降低了工程造价，采用岩石顶管施工技术也有利生态环境保护，避免了爆破环境污染，取得了较好的经济和社会效。

本工程荣获了中国地质学会非开挖技术专业委员会（CSTT）2019年度优秀工程奖，为推广应用，黄冈市建设局和中建三局在施工进行中多次召开施工现场观摩会，对该工程大断面、长距离顶管创新，以及在综合管廊的应用，予以充分的肯定。最大直径的顶管贯通，在全国也是首例，为湖北综合管廊采用大型岩石顶管技术开了先河，是一个取得了非常成功的工程施工案例。