先进顶管｜过轨矩形顶管

过轨矩形顶管是一种在轨道交通建设等工程中应用的工程技术。

此前，在上海、杭州、济南的地铁工程中有应用。

技术原理

-与普通矩形顶管相似，利用主顶油缸及管道间的推力，将顶管机从始发井内推入土层，依靠顶管机械切削土体，边排土、边顶进，随着顶管机顶到接收井，矩形管节随之逐段向前铺设。在过轨施工中，需要精准控制顶管的轴线、坡度和顶进速度等，以确保顶管在穿越轨道时不影响轨道的正常运营和结构安全。

技术特点

- 施工精度高：由于涉及到轨道交通线路，对顶管的施工精度要求极高，通常需要采用高精度的测量仪器和先进的导向技术，以确保顶管的轴线偏差和高程偏差控制在毫米级范围内。

- 安全风险大：施工过程中需要穿越既有轨道交通线路，一旦顶管施工出现问题，如顶管机故障、土体坍塌、管节破裂等，可能会对轨道交通的运营安全造成严重威胁。

- 施工难度大：过轨矩形顶管通常需要在地下水位较高、地质条件复杂的区域进行施工，如富水软土地层、砂卵石地层等，这增加了顶管施工的难度和风险。

- 对地层扰动小：采用土压平衡或泥水平衡等顶管技术，能够有效控制顶管施工过程中对地层的扰动，减少地层沉降和变形，从而降低对既有轨道交通线路和周边环境的影响。

应用案例

- 杭州地铁华家池站顶管工程：杭州市城市轨道交通18号线一期工程土建施工sg18-9标段，采用矩形顶管法施工地铁隧道轨行区，顶管断面尺寸为12×8.7m，18号线顶管长度252m，覆土厚度约11m；15号线顶管长度207m，覆土厚度约22m。

- 济南轨道交通4号线邢村立交桥西站顶管工程：采用断面尺寸为9.1米（宽）×5.5米（高）的矩形顶管机施工，顶管长度79.5米，成功解决了覆土埋深浅、穿越管线密集区、扬尘及噪音控制标准高、场地狭小等诸多困难。

- 上海真如副中心H型地下公共车行通道顶管工程：采用大断面类矩形顶管法施工，断面尺寸为9500×5280毫米，顶管段上穿运营中的上海轨道交通11号线，与11号线区间垂直净距4.3米，下穿曹杨路及曹杨路下方的公用管线，包含一根直径700毫米的高压燃气管。

施工要点

- 前期勘察与设计：施工前需要对施工区域进行详细的地质勘察和地下管线探测，掌握地层结构、地下水情况以及既有轨道交通线路的位置、结构等信息，为顶管施工方案的设计提供依据。

- 设备选型与定制：根据工程的具体情况，如顶管的断面尺寸、长度、地质条件等，选择合适的顶管机类型和配套设备，并进行定制化设计和改造，以满足过轨施工的要求。

- 施工过程控制：在顶管施工过程中，需要严格控制顶进速度、土压力、出土量等参数，同时加强对顶管机姿态、地层沉降、既有轨道交通线路变形等的监测，及时发现和处理施工中出现的问题。

- 防水与接缝处理：由于过轨矩形顶管通常处于地下水位较高的区域，因此防水处理是顶管施工的关键环节之一，需要采取有效的防水措施，如管节接缝处设置止水带、注浆止水等，确保顶管的防水性能。