壓平衡式矩形頂管頂進(jìn)工法是利用土壓平衡矩形頂管機(jī)完成矩形斷面的隧道施工,其結(jié)構(gòu)斷面的合理性可減少土地征用量和掘進(jìn)面積，降低工程造價(jià)?？捎糜诮ㄔ斓罔F車站、地鐵及水底隧道旁通道等。上海隧道股份有限公司通過完成斷面尺寸為2.5m×2.5m、長(zhǎng)為60米的矩形隧道試驗(yàn),并于1999年4月在上海地鐵2號(hào)線陸家嘴車站5號(hào)出入口地下人行通道工程中成功應(yīng)用, 取得了顯著的技術(shù)成果、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該技術(shù)成果獲2000年上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
關(guān)鍵詞：頂管 道路橋梁
1.特點(diǎn)
1.1利用土壓平衡矩形頂管機(jī)可對(duì)矩形斷面進(jìn)行全斷面切削,保持土壓平衡，對(duì)周圍土體擾動(dòng)小。
1.2在同等截面積下，矩形隧道比圓形隧道可更有效地利用空間，減少地下掘進(jìn)土方。用于人行、車輛等的地下通道不需再進(jìn)行地面鋪平工序，不僅省時(shí)而且可降低工程造價(jià)20%左右。
1.3不影響原有的各類地下管線，不影響道路交通、水運(yùn)以及地面的各類建筑。施工時(shí)無噪音、無環(huán)境污染。
1.4通過可編邏輯程序控制器及各類傳感器等隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工狀況，確定施工參數(shù)，使整個(gè)施工過程處于受控狀態(tài)，從而有效控制矩形隧道頂進(jìn)軸線、轉(zhuǎn)角偏差及地面沉降。
2.工作原理及適用范圍：
2.1工作原理：
整個(gè)控制系統(tǒng)以土壓平衡為工作原理，通過大刀盤及仿形刀對(duì)正面土體的全斷面切削，改變螺旋機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度及頂進(jìn)速度來控制排土量，使土壓倉內(nèi)的土壓力值穩(wěn)定并控制在所設(shè)定的壓力值范圍內(nèi)，從而達(dá)到開挖切削面的土體穩(wěn)定。
2.2適用范圍：
本工法適用于在粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)砂土及砂質(zhì)粉土等地層中施工。特別適用于在不宜大開挖的錯(cuò)綜復(fù)雜的各類地下管線下進(jìn)行矩形斷面的施工，保證地面建筑物不受損害。
3.施工工藝
3.1施工設(shè)備
3.1.1組合刀盤式土壓平衡頂管機(jī)，由上海隧道工程股份有限公司研制，并已在工程中得到應(yīng)用。
主要由頂管機(jī)機(jī)頭、大刀盤及仿形刀裝置、糾偏裝置、螺旋機(jī)、主頂裝置、動(dòng)力裝置、壓漿系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。
3.1.2配套設(shè)備：
行車，拌漿系統(tǒng)，注漿泵，電焊機(jī)、空壓機(jī)等。
3.2施工順序:
3.2.1工作井清理、測(cè)量及軸線放樣。
3.2.2出洞口密封安裝及檢查，并進(jìn)行出洞輔助技術(shù)措施如：井點(diǎn)降水或地基加固處理。
3.2.3井口行車、井上輔助設(shè)施的布置和安裝。
3.2.4頂管機(jī)就位。
3.2.5后座頂進(jìn)裝置及井下輔助設(shè)施的布置和安裝。
3.2.6頂管機(jī)下井、就位。
3.2.7頂管機(jī)井下安裝、調(diào)試，作好開頂準(zhǔn)備。
3.2.8頂管機(jī)開門出洞后開頂。
3.2.9砼管就位。
3.2.10頂管循環(huán)頂進(jìn)。
4.施工要點(diǎn)
4.1出洞施工及密封
4.1.1對(duì)全套頂進(jìn)設(shè)備作一次系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)特別注意仿形刀在穿越加固層時(shí)的切削性能。在確定頂進(jìn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好后，把機(jī)頭頂進(jìn)洞圈內(nèi)距加固層10cm左右。
4.1.2洞門密封圈的制作：為了防止泥漿從管節(jié)外壁和工作井之間的間隙中流出，而使水土流失造成地面沉降，同時(shí)影響觸變泥漿套的形成而降低減摩效果，在洞圈上預(yù)設(shè)阻漿密封裝置。
4.1.3機(jī)頭穿墻頂進(jìn)：在拔除鋼封門后，應(yīng)立即開始頂進(jìn)機(jī)頭，由于正面為全斷面水泥土，為保護(hù)刀盤和仿形刀，頂進(jìn)速度應(yīng)適當(dāng)減慢，使刀盤和仿形刀能對(duì)水泥土進(jìn)行對(duì)矩形斷面徹底切削;另外由于此段土體過硬，螺旋機(jī)出土?xí)r可加適量清水來軟化和潤(rùn)滑土體。
關(guān)鍵詞：頂管 道路橋梁
1.特點(diǎn)
1.1利用土壓平衡矩形頂管機(jī)可對(duì)矩形斷面進(jìn)行全斷面切削,保持土壓平衡，對(duì)周圍土體擾動(dòng)小。
1.2在同等截面積下，矩形隧道比圓形隧道可更有效地利用空間，減少地下掘進(jìn)土方。用于人行、車輛等的地下通道不需再進(jìn)行地面鋪平工序，不僅省時(shí)而且可降低工程造價(jià)20%左右。
1.3不影響原有的各類地下管線，不影響道路交通、水運(yùn)以及地面的各類建筑。施工時(shí)無噪音、無環(huán)境污染。
1.4通過可編邏輯程序控制器及各類傳感器等隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工狀況，確定施工參數(shù)，使整個(gè)施工過程處于受控狀態(tài)，從而有效控制矩形隧道頂進(jìn)軸線、轉(zhuǎn)角偏差及地面沉降。
2.工作原理及適用范圍：
2.1工作原理：
整個(gè)控制系統(tǒng)以土壓平衡為工作原理，通過大刀盤及仿形刀對(duì)正面土體的全斷面切削，改變螺旋機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度及頂進(jìn)速度來控制排土量，使土壓倉內(nèi)的土壓力值穩(wěn)定并控制在所設(shè)定的壓力值范圍內(nèi)，從而達(dá)到開挖切削面的土體穩(wěn)定。
2.2適用范圍：
本工法適用于在粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)砂土及砂質(zhì)粉土等地層中施工。特別適用于在不宜大開挖的錯(cuò)綜復(fù)雜的各類地下管線下進(jìn)行矩形斷面的施工，保證地面建筑物不受損害。
3.施工工藝
3.1施工設(shè)備
3.1.1組合刀盤式土壓平衡頂管機(jī)，由上海隧道工程股份有限公司研制，并已在工程中得到應(yīng)用。
主要由頂管機(jī)機(jī)頭、大刀盤及仿形刀裝置、糾偏裝置、螺旋機(jī)、主頂裝置、動(dòng)力裝置、壓漿系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。
3.1.2配套設(shè)備：
行車，拌漿系統(tǒng)，注漿泵，電焊機(jī)、空壓機(jī)等。
3.2施工順序:
3.2.1工作井清理、測(cè)量及軸線放樣。
3.2.2出洞口密封安裝及檢查，并進(jìn)行出洞輔助技術(shù)措施如：井點(diǎn)降水或地基加固處理。
3.2.3井口行車、井上輔助設(shè)施的布置和安裝。
3.2.4頂管機(jī)就位。
3.2.5后座頂進(jìn)裝置及井下輔助設(shè)施的布置和安裝。
3.2.6頂管機(jī)下井、就位。
3.2.7頂管機(jī)井下安裝、調(diào)試，作好開頂準(zhǔn)備。
3.2.8頂管機(jī)開門出洞后開頂。
3.2.9砼管就位。
3.2.10頂管循環(huán)頂進(jìn)。
4.施工要點(diǎn)
4.1出洞施工及密封
4.1.1對(duì)全套頂進(jìn)設(shè)備作一次系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)特別注意仿形刀在穿越加固層時(shí)的切削性能。在確定頂進(jìn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好后，把機(jī)頭頂進(jìn)洞圈內(nèi)距加固層10cm左右。
4.1.2洞門密封圈的制作：為了防止泥漿從管節(jié)外壁和工作井之間的間隙中流出，而使水土流失造成地面沉降，同時(shí)影響觸變泥漿套的形成而降低減摩效果，在洞圈上預(yù)設(shè)阻漿密封裝置。
4.1.3機(jī)頭穿墻頂進(jìn)：在拔除鋼封門后，應(yīng)立即開始頂進(jìn)機(jī)頭，由于正面為全斷面水泥土，為保護(hù)刀盤和仿形刀，頂進(jìn)速度應(yīng)適當(dāng)減慢，使刀盤和仿形刀能對(duì)水泥土進(jìn)行對(duì)矩形斷面徹底切削;另外由于此段土體過硬，螺旋機(jī)出土?xí)r可加適量清水來軟化和潤(rùn)滑土體。