悦山路下穿金兴大道矩形顶管技术应用

黄笃模 杨延洪 施林 何轩

摘要：随着城市化进程的加快，大城市土地资源变得紧缺，地上空间容量供需矛盾日益突出，地下空间开发的需求日趋加大。在建成区实施下穿道往往采用明挖法，但随着生态环保、绿色发展、社会民生的高要求，矩形顶管技术将广泛应用于城市建成区下穿道工程。

关键词：矩形顶管;新工艺;下穿道施工

以往地下构筑物的建造大多采用明挖施工的方式，这种方式存在诸多弊病： 施工不仅会中断交通、影响环境，还有可能对临近建筑物造成破坏; 对于埋深较大的地下空间开发项目，不仅施工成本会急剧增加，而且施工作业的风险也会增大。

1 国内外矩形顶管技术的应用

矩形顶管技术的发展，得益于矩形掘进机的出现与日渐成熟的圆形顶管技术。20世纪70年代初，矩形顶管技术首次成功应用于日本东京的地下联络通道中。在20世纪90年代以后，矩形顶管技术逐渐在我国得到应用。在国内，上海隧道股份所研制的3.8 m×3.8 m矩形顶管机于1999年4月应用于上海地铁三号线五号出入口矩形通道。矩形顶管示意如图1。

图1矩形顶管示意图

经过多年的科研开发，国内宽度大于6m、高度大于3m的大断面矩形顶管施工已普及，矩形顶管机已发展成集光、机、电、液、传感和信息技术于一体，涵盖切削土体、输送渣土、测量导向和纠偏等多功能的专用工程机械。

2 悦山路下穿金兴大道矩形顶管技术应用

2.1 项目基本情况及建设背景

悦山路是重庆两江新区联系黄茅坪片区与悦来片区的重要通道，兼具过境交通与服务片区功能，能有效改善该区域人居环境，同时还可以推进城市化进程，推动道路两侧闲置地块的开发建设，带动沿线的经济发展，改变片区落后面貌，促进两江新区黄茅坪片区的快速发展，带动该区域的经济和配套发展，加强区域内外的交通联系均具有重要的意义。

该项目建设的重难点在于道路以下穿方式跨越现状金兴大道，下穿道全长约84m，道路等级为城市次干路，设计车速30km/h，标准段单向2车道，标准车行道宽度为9.0m。金兴大道为快速路一横线，将北碚、蔡家、悦来片区、翠云片区及空港等联系起来，双向六车道，标准路幅宽度54m，设计速度为80km/h。下穿现状道路传统的一般设计方法为明挖现状道路，在现状道路旁修建临时的交通转换道，迁改复杂的水、电、气、讯管线，投入大、社会影响大、对现状的破坏大。为贯彻落实“坚持生态优先，推动绿色发展”理念，悦山路下穿金兴大道地通道部分通過分析论证，优化道路线性，最大限度的保护生态环境，避免管网迁改，最终采用先进的矩形顶管技术。

2.2 明挖法与矩形顶管技术对比

相较于传统的明挖法施工技术，矩形顶管施工技术在以下环境条件具有明显优势：

2.2.1 穿越较松软的土质地层时;

2.2.2 穿越铁路、公路、河流或建筑物时;

2.2.3 在车流和人流量大的闹市区街道施工，又不能断绝交通时;

2.2.4 管道覆土较深，开槽土方量大，并需要支撑时。

具体到悦山路下穿金兴大道工程，明挖法与矩形顶管工艺的对比情况如表1。

通过表1的对比分析可见，矩形顶管技术不仅在工艺上有巨大优势，更在生态环保、绿色发展、社会民生方面有显著的优势。

悦山路顶推距离约85m（K1+395～K1+480），下穿道穿越地层情况为人工填土（主要由砂、泥岩块石、碎石及粘性土等组成。块碎石粒径一般200mm～600mm，局部砂岩块石粒径较大，最大可达2000mm以上，含量30%～60%），下穿道覆土厚度约3～7m，共计管线13条，距离最近管线为0.5m，顶进坡度为1%，示意见图5，断面图见图2。

根据下穿道的断面尺寸，本项目拟采取的矩形顶管设备将是目前最大的。类似大尺寸的顶管设备已成功应用于郑州市红专路下穿中州大道项目，取得了较好的效果。

3 结语

在地下空间全面开发的时代，矩形顶管具有广阔的应用前景，它不仅可以应用于城市、下穿道、地下立交、地下快速路主线及其匝道、过街人行通道、小区地下车库等项目，更可以应用于现在国家大力推行的项目，这不仅是新技术、新工艺的运用，更是生态优先、绿色发展、以人为本的贯彻落实。

参考文献：

[1]贾连辉.矩形顶管在城市地下空间开发中的应用及前景，隧道建设，2016.10;

[2]彭立敏，王哲，叶艺超，杨伟超.矩形顶管技术发展与研究现状，隧道建设，2015.1;