瓯江北支管线盾构始发井设计

刘娜娜

(胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司，山东东营 257000)

0 引言

随着经济持续快速发展，长输管线大力建设，管线盾构隧道的优势日益显现。而盾构工作井作为盾构机始发和接收的场所，其设计的安全合理性直接影响了工程的成败。

本文以甬台温天然气管道工程中瓯江北支盾构为例，对其始发竖井进行研究和总结。

1 工程概况

1.1 地理位置及概述

瓯江北支盾构是甬台温输气管道工程的重要组成部分，位于瓯江入海口处。始发井位于浙江温州龙湾区灵昆岛内，盾构穿越瓯江北支水道和歧头山山体，全长约3 059 m。

本工程设计管线直径DN813，设计盾构内径为2 440 mm。

1.2 工程地质条件

表1 主要物理力学指标推荐值表

2 设计方案

2.1 竖井结构比选

盾构工作井根据其性质、断面大小、地质情况、深度等一般可采用沉井、矿山法、基坑支护加内衬等施工方式。基坑支护方式一般为地下连续墙支护、SMW法、排桩支护、板桩支护、土钉墙支护等，也可以组合支护。

根据地层条件，始发井可选施工方案有:沉井法、地下连续墙法、钻孔灌注桩法及SMW法等。工法比较见表2。

表2 工法比较表

2.2 断面形式选择

盾构工作井一般采用圆形或矩形断面，断面尺寸根据盾构机大小及管道安装施工确定。据调查，2440型盾构机主机长度约15 m，为满足结构稳定、盾构始发、管线安装及使用功能等要求，设计中采用 φ18 m(内径)的圆形沉井。沉井采用 C40，P10厚1.2 m钢筋混凝土浇筑。

2.3 稳定性分析

1)下沉稳定系数计算。当下沉系数较大，或在下沉过程中遇有软弱土层时，应进行沉井的下沉稳定验算，并符合下式的要求［2］:

其中，kst，s为下沉稳定系数;为验算状态下水的浮托力标准值，kN;Ffk′为验算状态下井壁总摩阻力标准值，kN;Rb为沉井刃脚、隔墙和底梁下地基土的极限承载力之和，kN。

沉井井底为淤泥质粘土，地基承载力不足，设计采用旋喷桩加固，加固后地基承载力不小于0.8 MPa，井底地基承载力按照0.8 MPa计算。

经计算，kst，s=0.867，沉井下沉稳定计算满足规范要求。

2)抗浮验算。沉井抗浮应根据实际可能出现的最高水位进行验算，并符合下式的要求［2］:

其中，kfw为沉井抗浮系数;为基底的水浮托力标准值，kN。

沉井总重:

套井自重:

加高节自重:

浮力:

经计算，kfw=1.1，沉井抗浮验算满足规范要求。

3 结语

沉井在深基坑施工中具有独特的优点:施工技术成熟，施工质量可靠性高，占地面积小，不需要基坑围护，技术上较稳妥可靠，无需特殊的专业设备，而且操作简便，内部结构空间亦可得到充分利用。通过稳定性验算，证明在此地质条件下，结构形式选择合理。

但是由于工程设计中地质条件复杂多变的特性，有限的钻孔、勘察手段很难完全掌握实际的工程地质及水文地质条件，故通过施工中的地质调查和现场量测，确认和修正设计参数是极其重要的。在施工现场建立完善的监控量测体系是监视围岩稳定、判断支护设计是否合理、施工方法是否正确的重要手段，也是保证安全施工、提高经济效益的重要条件，应贯穿施工的全过程。

［1］中铁隧道勘测设计院有限公司，胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司.瓯江北支穿越详细设计［Z］.2012.

［2］CECS 137∶2002，给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程［S］.