浅析NTR新管幕工法工艺优势

刘 涛，霍亮亮

（1.沈阳化工建筑安装工程有限公司，辽宁 沈阳 110035；2.沈阳国际软件园发展有限公司，辽宁 沈阳 110000）

有别于传统暗挖法先挖地下土方再搭主体结构，NTR则是先用钢管搭起支护结构，再挖土方。简而言之，就是就利用顶管的方法，将设计的钢管按序列在车站区间的两侧以半圆的布置进行安装，并且将钢管在区间的中部进行无缝对接。而后进行钢管的切割、钢筋绑扎及混凝土浇注等工序。使顶进后的钢管结构成为牢固稳定的整体式框架

1 新管幕法原理及工艺

新管幕法是全新的暗挖工法，其核心思想有异于传统新奥法，它是利用大直径的顶管施工，形成全部或部分永久钢筋混凝土结构，在此永久钢筋混凝土结构的支护下，进行暗挖结构土方大开挖，最终完成全部地下结构。

新管幕法施工主要工序为：1、顶管施工；2、切管及支护施工；3、管内全部或部分钢筋混凝土施工；4、土方大开挖同时施工剩余永久钢筋混凝土结构。

2 工法特点

国内管棚技术用于大型城市地下工程已经有20余年的历史，但其多作为暗挖工程的主要辅助工法使用，多在个别困难结点和对地层沉降要求严格的局部地段使用，且直径较小。即使车站主体全长采用了管棚支护技术，暗挖洞室的早期受力结构仍然是格栅＋喷射混凝土所组成的初期支护，尚未有采用顶进大直径钢管创造的地下空间，并在其内进行受力转换的工程。

从地下结构的分类看，新管幕法施工形成的地下结构为单层结构（非复合式衬砌结构型式），该结构充当永久结构的同时也作为支护结构使用，承担围岩的全部荷载。

2.1 新管幕法主要工法特点如下

2.1.1 适用于能进行钢管顶进施工的所有松散地层；

2.1.2 本工法适合在特殊地层中的暗挖法施工，特别是在富水淤泥质土及砂质土层中，该工法结合管周注浆，能形成较好的防水封闭环，避免大范围降水对周边建筑物的影响；

2.1.3 本工法先完成大部分结构主体，之后进行主体内的土方开挖，可以有效地控制地面沉降，并开辟了一种的新的设计理念，为今后在穿越既有铁路、地铁及其它构筑物方面提供了一种新的思路；

3 工程应用

采用大直径钢管工法修建地铁车站最早始于上个世纪80年代的欧洲，韩国跟踪该项技术，将该工法成功引入韩国，形成新管幕法（New Tubular Roof Method），简称NTR工法。用该工法在韩国已经修建（包括在建）90余项地下工程，其中有3座地铁车站。

目前，国内的沈阳地铁二号线新乐遗址站为引进新管幕法施工的工程之一。

该站位于街路交叉口以北，沿地铁沿线呈南北向布置。本站结构外轮廓为单拱大跨结构，站厅层为单跨结构，站台层为双跨结构，车站外墙及底板结构为单层结构（非复合式衬砌结构），拱墙厚度为0.8～1.2m，底板厚1.6m，中板厚0.5m，中柱为0.8×0.8m混凝土柱。

本站位于城市主干道下方，不具备明挖条件且降水困难。本站风道及主体均采用新管幕法（NTR法）施工。

该站施工工序如下：

（1）顶管施工

（2）在风道内设置顶进后背和顶管支架，分段顶进大直径钢管，各管段之间采用焊接进行连接，顶进前段采用超前注浆技术固结地层，保证无水顶进和开挖作业。

（3）切管及支护施工

钢管顶进到位后，封闭钢管前端，并在各相邻钢管之间进行注浆，固结地层，保证后续工序的无水施工；割除各相邻钢管之间的管壁，焊接支护钢板及防水钢板，并在支护钢板与防水钢板之间设置钢支撑，施工中应注意跳作；

（4）管内全部或部分钢筋混凝土施工

在钢管内绑扎钢筋，然后浇筑混凝土，形成主体拱墙的永久结构。

（5）土方大开挖同时施工剩余永久钢筋混凝土结构

分层开挖结构内的地层土体，开挖到预定高度施工主体中板并设置临时钢拉杆；开挖到底板底面高程时，处理结构底面防水，绑扎底板钢筋，并和边墙底部钢筋进行连接，浇筑底板混凝土；拆除结构内临时支撑，形成完整的风道永久结构。

4 工程应用总结

4.1 新管幕法优、缺点

现阶段已完成主体结构施工并交付使用，对前阶段的施工阶段的经验总结后，新管幕法相对于其它工法的主要优点如下：

4.1.1 该工法施工安全性较高，引起地面沉降量较小，对周边环境影响较小；

4.1.2 大跨地铁车站站厅层可实现单拱无柱结构，建筑空间开敞；

4.1.3 施工进度快相对于其它工法，要稍快。

4.2 新管幕法相对于其它工法的主要缺点

4.2.1 永久结构充当临时支护结构，使得结构设计计算更为复杂；

4.2.2 该工法结合管周注浆止水，在富水砂层中施工效果不好，易产生渗漏水且注浆成本偏高，最终方案改为坑外降水；

4.2.3 在钢管内进行钢筋绑扎作业条件差，同时混凝土振捣也较为困难，混凝土外观较差，故在施工中需要采用微膨胀混凝土加以改进;

4.2.4 外侧钢板防水层焊缝较多，防水层存在漏水隐患，故在施工中对焊缝需要进行一定防水处理；

4.2.5 整体造价要高于其它工法。

5 结束语

新管幕法在现阶段的国内施工中的应用，体现了该工法具有安全、高效、适用范围广等优点，证明其具有广阔的应用前景。在淤泥质土层或极为松散的地层中，在下穿既有铁路、公路及既有地铁区间和车站结构，或在周边建筑物对沉降要求很高的情况下，采用新管幕法与相应注浆施工相结合的施工方法，可以安全、有效的完成工程。新管幕法在以后工程的应用中，除需要认真研究该工法自身的关键工序如钢管顶进中如何快速、精准及有效限制地层沉降，切管支护中如何保证切管、支护的快速过渡，如何提高管内钢筋绑扎效率及如何提高混凝土浇筑质量等施工方法外，还需要研究相应的辅助工法，如顶管管周局部注浆方法、管前方全断面注浆施工方法、管内顶管施工方法及管内下开槽开挖支护施工方法等。

［1］处于国际领先水平的新管幕法建造地下空间技术［N］.科技日报：2011-06-16.

［2］新管幕法(NTR)总结_百度文库［S］.2012.

［3］19新管幕法(NTR)总结［S］.2014.

［4］新管幕法(NTR)总结-豆丁网［S］.2013.

［5］刘国生.群管顶进技术在某地铁车站风道施工中的应用［J］.铁道建筑技术，2013，Z1.

［6］杨仙，张可能，李钟，邓美龙.地铁车站新预筑法施工中顶管间距的优化设计［J］.中国铁道科学，2011，32(2)：61-66.