李小军
中铁隧道集团三处有限公司 浙江杭州 310015
摘要：在城市地下工程中，主要的暗挖施工形式是顶管施工，对城市环境影响小。在城市各种市政管网建设领域以及地下人行通道领域得到非常广泛的应用及推广。基于此，文章结合实际案例详细分析了顶管施工在地下人行通道施工中的应用，以期为相关同行业者提供参考依据。
关键词：顶管施工；地下人行通道；具体运用
前言：顶管法是一种类似于盾构法的地下工程施工方法，非开挖管道铺设技术使用顶管机进行隧道开挖，并且从顶管工作井拼装预制的管节以形成连续的衬砌结构。目前，在中国，顶管施工已广泛用于地下人行通道，地下深层机械停车库，地下排涝管道，电缆，通讯管道、城市综合管廊和其他地下工程。同时，顶管施工也适用于富水地层中的沙质土壤，粘土等。同时，顶管施工也更适合于地质条件复杂的一般岩层施工。另外，在国家政策的指导下正在建设海绵城市，综合管廊的建设也在进行中，未来的顶管项目市场将一片光明。
1顶管施工概述
1.1内含
顶管施工前需将顶管机分块吊入顶管始发工作井内拼装调试完成，然后开始进行始发洞门破除顶管顶进施工，带顶管机即将到达接收洞门时破除接收井洞门将顶管机顶入接收井完成洞门封堵等工作后将顶管机从接收井吊出退场。
在施工期间，在顶管通道两端布置两个顶管工作井用于顶管机的吊装安拆和管节拼装、渣土吊出等，地下人行通道的顶管工作井一般兼作人行道出入口，采用钢筋混凝土结构。工作井内设置集水井用于顶管施工期间及建成后井内雨水等集中抽排。与此同时，工作井采用钢筋混凝土结构也是为了在顶管施工过程中工作井内空间安全，防止不利于施工情况的现象发生，例如，由于千斤顶承受较大压力导致工作井结构开裂、变形等，会促使机械设备产生移动从而引发一系列的不良后果。采用钢筋混凝土结构工作井强度上能满足顶管施工期间后靠反力的需要，也能为顶管管节拼装、渣土外运等作业提供安全稳定的工作面，顶管通道建成后也可作为人行通道的出入口。
施工过程中，在工作井周围，相关工作者要设立留置工作口、上下通道，这样可以为施工作业以及施工现场管理提供便利条件。与此同时，根据顶管断面尺寸、顶进长度、洞门地层等施工条件经过核算后在后靠墙外侧增加一定量的基坑加固以确保顶管施工安全顺利。
1.2特点
顶管施工技术使用方式不同于开挖敷设技术，主要采用非开挖方式，所以，顶管施工技术特征也不同于开挖敷设技术特征。首先，采用顶管施工技术无需开挖路面，该技术的环境适应能力比较强，在诸多情况下能够正常施工。比如说，遇到建筑物、铁路等，都不会干扰到顶管施工工艺的实施，这样能高效确保施工进度，还可在一定程度上降低施工所需成本。其次，顶管施工过程中，震动幅度及噪音都非常小，不会对附近环境造成过多干扰，同时也不会对周围居民的日常生活造成干扰，其占地面积也非常小，所以不会干扰到交通，也不会干扰到原有的管线，周围建筑物也不会因此而遭到破坏，传统明挖施工地下通道需进行交通疏解封闭交通，同时对开挖范围的管线、管道需要迁移保护，对周边生产生活影响非常大。运用顶管施工技术不需要封闭交通，不需要进行管线迁改，能把对周边环境的影响降到最低。
2顶管施工在地下人行通道施工中的应用案例
2.1工程概况
XX市XX地下人行通道顶管工程分为东西两个通道。两个顶管通道断面尺寸均为6m×4m，每个通道两端个设一个顶管始发工作井和一个顶管接收工作井。单个顶管通道长19m。根据施工周边环境及地质条件，顶管管节采用0.5m厚钢筋混凝土预制管节，“F”型承插口接头。管节防水采用鹰嘴形弹性密封止水圈+半圆形弹性密封圈+双组分聚硫密封膏嵌缝，弹性密封止水圈采用氯丁橡胶或氯丁橡胶与水膨胀橡胶复合体，并以粘结剂粘贴于管片基面。顶管穿越主要地层为砂质粉土和淤泥质粉质黏土，地下水相对丰富，管节顶部埋深约4m，根据顶管洞身地层和埋深选用多刀土压力平衡矩形顶管。
2.2顶管施工难题
在顶管施工中，面临的主要问题是：顶管洞门渗漏水；顶管通道需近距离下穿雨污水管及众多管线，下穿重要道路；控制地面沉降和特殊区域的膨胀问题；防止顶管进出隧道漏水、泥浆和顶管磕头问题；穿越复杂地层处理问题等。
2.3难题处理措施
2.3.1顶管洞门渗漏水
顶管始发、接收洞门破除是顶管施工的重大风险源之一，为确保洞门破除安全，首先要控制好洞门土体加固质量，并通过垂直取芯和水平洞门探水对洞门加固质量进行确认。
为确保顶管顶进过程中洞门无渗漏水现象，在顶管洞门预留钢环上仿照盾构盾尾刷原理安装了两道盾尾密封刷（详见图1），并通过在两道盾尾刷中间预留的管道注入盾尾油脂以确保顶管顶进过程中洞门的密封性能。
顶管施工过程严格控制触变泥浆、渣土改良浆液的注入压力，并安装监控对洞门密封装置进行实时监控。
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图1 洞门密封刷大样图
2.3.2顶管机磕头的预防措施
本工程西通道顶管穿越地层为淤泥质粉质黏土，地基承载力特征值仅60KPa，为确保顶管出洞安全，在核算顶管机重心位置后在洞门内增加了延伸导轨，减小顶管机出洞磕头的风险，同时在顶管机到头接触到掌子面后立即注入浓浆，增补土仓压力，确保掌子面压力平衡稳定。
2.3.3特殊地段地面沉降及隆起处理措施
施工前应对特殊地段的具体情况进行全面调查，根据具体地质情况对适合的顶管机类型进行选择，布置监测测点，根据洞口实际情况对相关技术参数进行计算并选定，使用适当的加固和环保策略；在施工期间，将监测点的反馈数据作为主要依据，对相关技术参数进行不断调整，在有关部门允许的范围内控制沉降值，对测量进行不断加强，以免出现大的纠偏动作；顶管后，应在第一时间进行泥浆置换，及时堵孔。根据允许沉降要求以及特殊地段情况，使用注浆加固法对后期沉降进行控制。
2.3.4施工通道附近管线敷设较多及穿越斜交通道策略
施工前对管线进行详细调查，对主要压力管（自来水、燃气）的标高、周边阀门位置进行了详细调查，与管理单位对接明确了应急处置措施；对近距离（0.8m）下穿的污水和雨水管采用CIPP内衬法对管道进行了加固，同时制定了详细的应急处置措施配备了充足的临排管到及水泵。
施工过程中对沉降参数进行严格掌控；加固和隔离附近土体，以减少顶管对附近土体的干扰。在对附近土体进行加固时，使用树根桩和注浆方式进行。
结束语：
大断面矩形顶管法是此项工程主要使用的顶管法，不采用中继间实施超长距离顶管。在诸如砾石砂和中砂层的复杂地层中，土壤改良可以达到平稳的开挖效果。在隧道内接拆、分段吊出后，为无接收井的顶管工程施工积累了经验，防止了大量土方开挖回填、管道拆除、造价高的问题，不影响现有道路结构和交通，施工噪声低，地面沉降小，地下管线变形在可控范围内，存在侧孔连接困难等一系列技术问题得到高效解决。
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