悅山路下穿金興大道矩形頂管技術應用

黃篤模 楊延洪 施林 何軒

摘要：隨著城市化進程的加快，大城市土地資源變得緊缺，地上空間容量供需矛盾日益突出，地下空間開發的需求日趨加大。在建成區實施下穿道往往采用明挖法，但隨著生態環保、綠色發展、社會民生的高要求，矩形頂管技術將廣泛應用于城市建成區下穿道工程。

關鍵詞：矩形頂管;新工藝;下穿道施工

以往地下構筑物的建造大多采用明挖施工的方式，這種方式存在諸多弊病： 施工不僅會中斷交通、影響環境，還有可能對臨近建筑物造成破壞; 對于埋深較大的地下空間開發項目，不僅施工成本會急劇增加，而且施工作業的風險也會增大。

1 國內外矩形頂管技術的應用

矩形頂管技術的發展，得益于矩形掘進機的出現與日漸成熟的圓形頂管技術。20世紀70年代初，矩形頂管技術首次成功應用于日本東京的地下聯絡通道中。在20世紀90年代以后，矩形頂管技術逐漸在我國得到應用。在國內，上海隧道股份所研制的3.8 m×3.8 m矩形頂管機于1999年4月應用于上海地鐵三號線五號出入口矩形通道。矩形頂管示意如圖1。

圖1矩形頂管示意圖

經過多年的科研開發，國內寬度大于6m、高度大于3m的大斷面矩形頂管施工已普及，矩形頂管機已發展成集光、機、電、液、傳感和信息技術于一體，涵蓋切削土體、輸送渣土、測量導向和糾偏等多功能的專用工程機械。

2 悅山路下穿金興大道矩形頂管技術應用

2.1 項目基本情況及建設背景

悅山路是重慶兩江新區聯系黃茅坪片區與悅來片區的重要通道，兼具過境交通與服務片區功能，能有效改善該區域人居環境，同時還可以推進城市化進程，推動道路兩側閑置地塊的開發建設，帶動沿線的經濟發展，改變片區落后面貌，促進兩江新區黃茅坪片區的快速發展，帶動該區域的經濟和配套發展，加強區域內外的交通聯系均具有重要的意義。

該項目建設的重難點在于道路以下穿方式跨越現狀金興大道，下穿道全長約84m，道路等級為城市次干路，設計車速30km/h，標準段單向2車道，標準車行道寬度為9.0m。金興大道為快速路一橫線，將北碚、蔡家、悅來片區、翠云片區及空港等聯系起來，雙向六車道，標準路幅寬度54m，設計速度為80km/h。下穿現狀道路傳統的一般設計方法為明挖現狀道路，在現狀道路旁修建臨時的交通轉換道，遷改復雜的水、電、氣、訊管線，投入大、社會影響大、對現狀的破壞大。為貫徹落實“堅持生態優先，推動綠色發展”理念，悅山路下穿金興大道地通道部分通過分析論證，優化道路線性，最大限度的保護生態環境，避免管網遷改，最終采用先進的矩形頂管技術。

2.2 明挖法與矩形頂管技術對比

相較于傳統的明挖法施工技術，矩形頂管施工技術在以下環境條件具有明顯優勢：

2.2.1 穿越較松軟的土質地層時;

2.2.2 穿越鐵路、公路、河流或建筑物時;

2.2.3 在車流和人流量大的鬧市區街道施工，又不能斷絕交通時;

2.2.4 管道覆土較深，開槽土方量大，并需要支撐時。

具體到悅山路下穿金興大道工程，明挖法與矩形頂管工藝的對比情況如表1。

通過表1的對比分析可見，矩形頂管技術不僅在工藝上有巨大優勢，更在生態環保、綠色發展、社會民生方面有顯著的優勢。

悅山路頂推距離約85m（K1+395～K1+480），下穿道穿越地層情況為人工填土（主要由砂、泥巖塊石、碎石及粘性土等組成。塊碎石粒徑一般200mm～600mm，局部砂巖塊石粒徑較大，最大可達2000mm以上，含量30%～60%），下穿道覆土厚度約3～7m，共計管線13條，距離最近管線為0.5m，頂進坡度為1%，示意見圖5，斷面圖見圖2。

根據下穿道的斷面尺寸，本項目擬采取的矩形頂管設備將是目前最大的。類似大尺寸的頂管設備已成功應用于鄭州市紅專路下穿中州大道項目，取得了較好的效果。

3 結語

在地下空間全面開發的時代，矩形頂管具有廣闊的應用前景，它不僅可以應用于城市、下穿道、地下立交、地下快速路主線及其匝道、過街人行通道、小區地下車庫等項目，更可以應用于現在國家大力推行的項目，這不僅是新技術、新工藝的運用，更是生態優先、綠色發展、以人為本的貫徹落實。

參考文獻：

[1]賈連輝.矩形頂管在城市地下空間開發中的應用及前景，隧道建設，2016.10;

[2]彭立敏，王哲，葉藝超，楊偉超.矩形頂管技術發展與研究現狀，隧道建設，2015.1;