中国二十冶：矩形顶管施工工艺

  利用主顶油缸及管道间(长距离顶进)的推力，将顶管机从始发井内推入土层，依靠顶管机械切削土体，边排土、边顶进，随着顶管机顶到接收井，矩形管节随之逐段向前铺设的一种“绿色、环保、安全、高效”的非开挖施工技术。

  1)施工占地面积小，减少交通疏解，减少迁改管线，减少征地范围，对城市地面环境影响较小。

  2)施工安全性能高:复杂底层，采用地下机械封闭系统施工，安全可靠，确保管线安全，控制地面沉降。

  重难点分析：由于顶管机顶进过程中会对土体产生扰动，导致地面沉降的变化，土仓压力过大时，地面会产生隆起的现象，反之地面会产生下沉的现象。由于福洲大道为城市主干道，地面沉降要严控。

  应对措施：①严格控制出土量：保持精确出渣计量，确保出土不超量。由于顶管机的特殊构造，使其无法观察掌子面的情况，我们只可以通过出渣量的大小来推算掌子面的情况，出渣量过大，掌子面就非常有可能出现了坍塌，所以必须控制好出渣量。由于土压平衡顶管工艺出渣量与实际掘进开挖土方量相差很小，所以每顶一节管出渣量为52m³左右。现场实际计量时，出土量控制可采用顶进115mm出渣1渣斗车（5m³）控制，如出土量超标，则上层土体有几率发生沉降、塌陷，进而影响到通道上方管线的安全。施工全套工艺流程中，项目部安排专人对出渣量进行统计、分析，严格进行控制。

  ②在顶进过程中，应合理控制顶进速度，保证连续均衡施工，防止长时间搁置情况；不断根据反馈数据来进行土压力设定值调整，使之达到最佳状态；严控出土量，防止欠挖或超挖。施工全套工艺流程中严格测量监控地面沉降，若发生沉降，立即采取补浆、注泥等措施修正，顶进结束后进行二次补泥。

  重难点分析：顶管要按设计的基本要求的轴线、坡度进行。 穿墙后管道偏差的大小，将会给以后的工作带来非常大的影响，因此管道在前30m的顶进阶段，需要非常注意轴线的变化。顶进方向力争力平，如有偏差只能偏上，不能偏下，工具管尚未完全进洞前，不要纠偏，进洞后，纠偏不能大起大落。应绘制工具管测点进行轨迹曲线图来指导纠偏。 管轴线偏差不允许大起大落，采用测力纠偏原理，勤测微纠，正常的情况每次纠偏角度不大于 0.5o ，以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来，做到精心施工。

  应对措施：①测量：在工作井后座位置设置测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井 的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶 进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。（辅以人工测量校对） ②纠偏方法：顶进中发现管位偏差3mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：控制工具头的状态(向下、向上、向左、向右)，这种方法纠偏方法良好，每次纠偏的幅度以 5mm 为一个单元， 再顶进 1m 时，如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少时，增大纠偏力度（以 5mm 为一个单元），如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势稳定 或减少时，保持该纠偏力度，继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少。

  重难点分析：顶管机在始发阶段，由于机身未完全进入土层，与土层摩擦力较小，安装管节时主顶千斤顶收回，由于掌子面土体的压力对刀盘的作用，将会使顶管机向工作井内回缩，从而引起掌子面土体坍塌。

  应对措施：在前基座两侧各安装1套止退装置，当油缸行程推完，需要加垫块或管节时，将销子插入管节的吊装孔，在销座和基座的后支柱间再放进钢垫块和钢板，使管节的后退力通过销子、销座、垫块传递到止退装置的后支柱上。

  重难点分析：顶管机在进始发时，机身重力在始发阶段是由洞门框梁和始发托架承受，当顶管机顶进一定距离后机身大部分重力将由土体承受，由于土体承载力较弱，在重力作用下会引起底层下沉，从而使顶管机前体下沉机尾上翘，则出现所谓栽头现象。

  应对措施：①保证端头的加固长度，且需确保加固体的质量，端头加固的目的之一就是提高土体的承载力；②顶管始发时预先将顶管机姿态抬高后进行始发顶进；将顶管机机尾与前端若干管节相连，从而使顶管机与管节形成整体，通过管节的重力平衡机头的重力。

  重难点分析：顶管机扭转是由于刀盘旋转切削土体时，土体的反作用力可能使机身扭转。虽然矩形顶管相比圆形顶管较难发生扭转，但矩形顶管刀盘转动方式与圆形顶管不同，若发生扭转更难纠正。因为矩形顶管的截面特性，发生扭转后将影响通道的使用功能。

  应对措施：在顶管始发阶段，可在始发托架两侧加焊弧形钢板，限制顶管机身两侧空间，从而使顶管机不能发生扭转；在顶进阶段，当顶管机发生扭转时能够最终靠机身两侧抗扭翼板限制机身的扭转。