略谈盾构+顶管施工应用

盾构是在软岩和土体中进行隧道施工的专门机具，使用盾构机开挖隧道的方法称为盾构法。顶管法是将分节预制好的地下管道（或小型隧道）在土层中顶进，穿越障碍物的一种施工方法。盾构法和顶管法是软土地层中隧道暗挖施工的两类主要方法。当遇到路面交通复杂，无法进行明挖施工，同时工期紧迫，需要预制管节顶进作业的地下工程，往往可以将两类施工方法结合使用。

以笔者参建的南京洪武路过街通道为例---洪武路地下过街通道工程地处南京市中山东路洪武路交叉口位于南京最繁华的新街口商业街区，人车流量大。为缓解该路口交通压力，形成人车分流，建设地下人行过街通道。

顶管在粉土中顶进，该土层饱和、流塑状，压缩性高，自稳性差，具触变特性，顶进中的参数控制难度较大。综合本工程以上特点，针对性地采取如下技术措施：

1、施工前的筹划

为减轻大型设备、构件的进出对路口的交通压力，遵守市相关部门关于夜间施工的有关规定，本工程安排设备进出场、构件运输以及场地出土均在夜间22：00之后进行。在始发井一侧场地内合理设置管节堆场和集土坑，力图装卸、进出方便。同时做好工程周边的交通协助、保洁等辅助工作。

2、顶进中的技术措施

⑴、由于矩形顶管对施工的连续性要求较高，因此穿越前对全套机械设备进行彻底检查，保证顶进时具有良好的性能，连续施工。

⑵、根据本工程的埋深、土质情况等基础资料，对土压力、顶力等参数进行计算，施工中严格控制顶管的施工参数，防止超挖、欠挖。

⑶、机头在进出洞加固区穿越时，加固区土体强度较高，容易造成螺旋机出土不畅，针对性地在刀盘上设置注浆孔，可根据需要通过注浆孔向机头前方压浆或者压水，通过刀盘的运动将前方土体搅拌均匀，从而保证出土顺畅。

⑷、严格控制顶进的纠偏量，尽量减少对正面土体的扰动，尤其是在穿越管线下方顶进时，尽量做到少纠偏，以减小对正上方管线的影响；顶进中纠偏动作

要适时而作，一般在顶管上（下）行偏离轴线30mm之前动作，遵循“勤测勤纠”的原则，避免一次过大纠偏造成的曲线突变。

⑸、施工顶进速度不宜过快，一般控制在15mm/min左右，尽量做到均衡施工，避免在途中有较长时间的耽搁。

⑹、在穿越过程中，必须保持持续、均匀压浆，使出现的建筑空隙被迅速充填，根据实测的沉降情况进行补浆，保证通道上部土体的稳定。

⑺、克服“背土”现象，利用在机头壳体顶部安装的压浆管和开设的压浆压注减摩泥浆，使土体和壳体上平面之间形成一泥浆膜，以减少土体与壳体的摩擦力，防止背土现象的发生。

3、安全进出洞措施

进出洞是矩形顶管施工的两个较为重大的风险点。出洞袜套作为防止坑外水土涌入始发井的关键措施，保证其密封性能至关重要；而进洞施工由于前方土体的渐少，存在土压力由正常逐步减小至0的过程，在顶力的作用下，易出现土体倒向接收井内的情况；同时，机头重达130余吨，应采取措施减小对底板的压强。

⑴、顶管出洞大口径井点降水措施

由于本工程地处中山东路繁华街区，交通量较大。地质潜水水位较高，加之土质砂性化较为严重。根据施工经验，则需在始发井顶管出洞口外设置备用降水深井， 一旦顶进过程中出现沿顶进间隙向井内涌水、涌砂的极端情况，可开启预先设置的大口径降水井及时降低水位。保证正常的顶进，同时避免井周边出现较大的沉降。

⑵、出洞袜套增强措施

在顶进的全过程中，出洞洞门袜套起着防止坑外水土涌入始发井的作用，而且由于顶进过程中管节始终处在运动状态，袜套与管节的接触面也始终在变化，因此袜套的密封性能至关重要。尤其本工程顶管在粉土夹薄层粉砂中顶进，地下水位高，易出现水土沿洞圈与管节间隙向井内涌入。为解决此问题，改进原有常规袜套，由原先的一道橡胶帘布板增加为三道，起到三重保护的目的。

⑶、土内进洞措施

根据本工程地质资料，顶管主要在粉土夹薄层粉砂中顶进，同时常年地下水位平均为地面以下0.5m。根据以往经验，在进洞过程易出现水土涌入井内的情况。由于进洞为顶管机头自土体进入到接收井的过程，因此不能安装类似于始发井的止水袜套，因此需采取特定的措施。

具体方法为：接收井结构完成并达到设计强度，并完成洞门的测量复核后，回填土至顶圈梁标高。回填土采用含水量大的淤泥质粘土，起到和坑外水土平衡的作用。进洞时，洞门外型钢拔除后直接将机头整体推进至接收井内，推进距离由始发井一侧进行测量，保证管节到位即可。然后通过第1、2节管节（自机头开始计数）的注浆孔向外压双液浆，封闭管节与洞门的空隙。最后利用长臂挖机挖除坑内土体，进行机头的整体吊装。

⑷、接收井设置底梁措施

由于机头重量重达100吨，加上土仓内残留的土，重量将达到将近120吨，如果机头直接推进到接收井底板上，容易造成接收井底板结构的损伤，因此在接收井内预先增设左右2根底梁作为接收架。底梁宽400mm，高度高出洞圈底5cm，设置在顶进轴线两侧各2m位置。由于是在土中进洞，所以接收架无法再作调整，只有在回填土之前预先设计、计算好。顶管机在进洞前有意识地将机头抬高，使之顺利地落在预浇的两根底梁上。

4、经验及教训借鉴

在本工程在整个施工过程中，也伴随着一系列的问题；该如何吸取经验教训，避免类似的问题在本工程出现，以及在问题出现之前采取怎样的准备措施，都是本工程实施前必须考虑到的，主要归纳以下几点：

⑴、各施工单位紧密配合，尤其保证各工序之间的衔接时间和质量 顶管施工有其特殊性，对连贯性要求较高，因此在顶进之中的各个环节在保证质量的前提下，应尽量加快施工进度。比如进出洞前型钢的拔除、浆液的回灌等需要配合顶进的工作，应抓紧一切时间，连夜施工，尽量减少机头在途中耽搁。

⑵、充分重视顶进中的测量工作

顶管施工中地面及管线的沉降数据、顶管轴线的姿态，是控制顶进的重要数据。应严格按照测量频率进行测量，并且在特殊时间段，如穿越重要管线或者进出加固区时，适当加密测量频率，保证数据的及时反馈；顶进至一半时，对顶进轴线进行复测，确保顶进精度。同时，做好配合第三方监测对环境的监测工作。

结束语

在城市化建设进程持续发展的背景作用之下，城市重要路段的人流量及车流量均呈现出了较为显著的增长趋势，结合对人车分流，缓解重要路段交通拥堵问题考虑，地下过街通道的建设及其应用无疑是最为直接也是最为有效地方式之一。在当前技术条件支持下，盾构+顶管施工技术合理解决了地下过节通道建设过程中与地下管线的交互性问题，有着较为显著的综合性优势，是对传统意义上的明挖顺作法的有效改进与完善。总而言之，本文针对有关矩形顶管施工技术在地下过街通道建设中的相关应用问题做出了简要分析与说明，希望引起各方关注。