戴 锐
（上海千年城市规划工程设计股份有限公司 201108）
摘要：在当前城市发展中，为了最大限度的利用土地资源，且不对人们的生活造成较大的影响，很多城市逐渐将土地规划着重放在地下通道建设当中。但是在实际的工程施工中，由于施工技术的不同，其造价和影响会有着很大的差异。本文将会对超大矩形顶管施工技术进行阐述，并对明挖法和矩形顶管法进行经济性比较，以此为基础对其未来的发展和研究方向进行探讨，以供参考。
关键词：地下通道工程；矩形顶管技术；明挖法；
一、超大矩形顶管施工技术
1.工作、接收井设计
在地下通道中采用超大矩形顶管施工技术，需在顶管线路两段设置出发井和接收井，将顶管从出发井进入，经顶推后传递到接收井，以此完成推进作业。两端的出发井和接收井均需预先设置掘进工具头吊装孔。由于顶推工艺会对出发井产生一定程度的限制作用，因此其长度应一般来说相对较长，而接收井也会受到顶管掘进头大小的控制，其尺寸也不宜过大。
2.顶进过程
在顶管正式顶进之前，施工人员应对掘进工具头和千斤顶设施的初始状态进行调整，对其控制参数的初始数据进行确认，并对其测量轴线进行复核定位。在地下通道施工中，超大矩形顶管技术的初始顶进过程可以说是参数进行积累的调整过程，其速度不宜过快，一般需要控制在10mm/min，顶进之后，其速度可以控制在20~30 mm/min之间。在开展初始推进过程时还应与当时的地面沉降数据进行有效结合，以此对出土速度进行控制，从而对最佳掘进参数进行选择。
3.施工监测与地下管线保护
在顶管开始顶进作业之前，首先应对施工场地的周边环境进行调查并掌握，比如地下管线、地面建筑物以及地下设施等。在施工期间，应详细记录各项变形监测数据，并以此为基础，对施工技术进行不断的优化和调整，以此在顶进施工过程中，可以根据地质、地形等环境条件的变化动态且合适地对施工参数进行精准的确定，从而对地面沉降进行有效控制。另外在顶管接触到地下管线时，可对顶管施工参数进行一定的优化，从而进一步对地面沉降曲线的特性指标进行控制，以此满足环境保护的相关要求。
二、明挖法与矩形顶管法的经济比较
1.明挖法在地下通道工程的施工
一般而言，城市地下通道贯穿城市主要道路，其上地面交通流量较大，其下市政管线繁杂。在开展地下通道施工的过程中，难点在于如何对地上交通和地下管线进行有效的处理。
如果采用明挖法，需观察地下通道施工工程是否会对地面交通造成影响，也就是说施工不能对地面交通造成阻塞，因此，施工团队一般会采用翻交分段施工，将贯穿主要道路的地下通道以纵向分为多段施工范围，在没有进行施工的区域，地面交通依然可以顺畅运行，其交通流量主要根据施工的分段数而决定，比如，如果其将施工范围分为两段，则可保证50%的交通流量；如果将其分为三段，则可保持66%的交通流量，按照这样的情况，分段数越大，则对地面交通的影响越小。但实际上并非如此，如果分段数过大，则会在一定程度上对其施工效率造成降低，且对其施工成本进行增加，更会延长工期。由此可见，若是采用翻交施工，在施工期间，都无法充分确保其交通的100%畅通。
除此之外，在开展地下通道施工时，还需要对其管线的影响进行考虑。一般情况下，对于新建的地下通道，在设计的时候，会将其埋设在现有的市政管线之下，如果当地城市属于软土地基，那么还需要在开挖前开展深基坑围护。若想要满足上述条件，首先在施工前要将地下通道上方的市政管线进行转移，而且还需要与翻交施工相配合且同时进行。若是迁移管线，其所涉及的单位和部门较多，在各单位和部门互相配合的过程中会增强复杂性，常会受到客观因素的影响，最终导致管线迁移作业无法顺利进行。而且有些管线迁移费用价格甚至会超过建设地下通道本身的造价，因此，迁移管线是费时费力又增加成本的施工作业。由此可见，明挖法在地下通道工程的施工中存在的劣势较多。
2.矩形顶管法在地下通道的施工
在地下通道施工中采用超大矩形顶管技术，不仅不需要迁移管线，而且不会对地面道路的结构造成破坏，更不会对交通运行造成影响，其所展开的任何施工过程都可正常有序的在地下开展。
除此之外，如果在使用矩形顶管技术的同时采用先进的土压平衡顶管机，在施工的过程中可以很大程度降低噪音干扰，还能改良土体保持控制面稳定以及地面的沉降，另外地下管线所产生的变形情况，也可将其一直保持在可控范围之内。
3.明挖法与超大矩形顶管法的经济对比
在地下通道建设中，施工单位若是采用明挖法，其优势在于其所使用的土建造价较低，而超大矩形顶管法其本身在造价上会相对较高。但是，如果将迁移管线的费用和道路翻交施工的费用考虑进去，对于一般的城市而言，明挖法和超大矩形顶管法的所需成本大致相同，不过，由于某些地下管线迁移费用较高，因此，采用超大矩形顶管法明显具备优势。而且，如果将去除噪音和保持地上交通畅通也同时考虑，则相对于明挖法而言，超大矩形顶管法明显具备其无法替代的优势。由此可见，在城市地下通道施工中，采用超大矩形顶管法性价比更高。
三、超大矩形顶管技术未来的发展和研究方向
1.更大截面
目前随着社会经济的不断发展，地下通道的截面尺寸要求越来越大，就目前而言，以现在较为先进的土压平衡顶管机为例，顶管机在进行地下通道的挖掘过程中，其最大宽度可以达到10.5m左右，最大高度可高达7.5m左右，由此可见，未来的截面尺寸需求还会更大，那么未来需具备更大截面的管节，才可与之匹配。考虑到吊装条件所带来的制约性，我们应对轻质高强的材料进行研究，比如钢结构关节、或者预应力混凝土管节等。
2.管节拼装
一般而言，拼装管节与盾构管片有些相似，这将会成为未来超大矩形顶管技术在地下通道应用的研究方向之一，将拼装管节进行分组，每一块管节不论是在自重上，或是在体积上，均要有大幅度的减少，这样可以更便于批量生产以及施工运输。同时相对于圆形断面而言，矩形断面具备一定程度的特殊性，因此，将管节进行分组后，应注意其放置位置，并对其位置进行准确的选择，而且，还需对其拼缝处的结构构造以及防水性能进行充分考虑和有效处理。
3.浅覆土条件下施工
一般而言，城市均有不同程度的浅埋地下工程，如果可以在浅覆土条件下开展施工，将会对于城市交通的畅通运行以及地下通道的稳定施工有着极为重要的现实意义。在城市地下通道中采用超大矩形顶管技术，在其覆土层厚度方面，对其进行控制的主要有两个因素，一个是管节抗浮能力，另一个是顶推施工工艺。举例说明，若是施工单位采用的矩形顶管管节为6.5m×4.5m，那么顶部覆土在3.5m左右即可满足使用阶段的抗浮要求。通常情况下，顶覆土若是过小，在顶推施工阶段会对工程造成一定程度的不利影响，严重甚至会使得地面发生大幅度变形，因此，一般在施工过程中，会将顶覆土层厚度控制在矩形断面6.5m左右的长边尺寸。由此可见，在未来的发展中，在超大矩形顶管技术的研发中，将其作为研究方向之一，若是可以有效的对此问题进行解决，对于城市地下通道的建设会有这极为重要的作用。
结束语
综上所述，本文简要介绍了超大矩形顶管的施工技术，并将其与明挖法的经济性进行比较，发现在城市地下通道建设施工中，采用超大矩形顶管施工技术不仅可以节约造价成本，而且还可保证地面交通的畅通，并相比而言具有较强的环保效果。因此，在未来的发展中，可以针对其技术进行不断的优化和改进，
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