顶管模具隧道沉降制重难点分析

随着城市轨道交通和城市地下综合管廊的大量发展，使得在下穿城市主干道及地下综合管线的施工工艺应用日益剧增。而传统的明挖顺作法施工已越来越不适应当前城市的交通通行。今结合郑州市轨道交通4号线工程会展中心站附属结构4号出入口顶管模具过街通道项目，分析了大截面矩形顶管模具的施工特点，并从施工流程、运作方式、施工过程中如何应对难点及风险对策等方面进行论述，同时介绍了施工过程中的關键技术，可供类似工程借鉴。目前矩形顶管模具施工工艺主要集中用于地铁出入口人行通道和地下人行通道的施工。根据文献调研，矩形顶管模具的技术还不完善，目前没有针对矩形顶管模具的设计标准和规范，对于矩形顶管模具施工背土、姿态控制、管节受力计算分析、顶管模具事故预防与处理等方面的问题还没有完全解决，需要进一步研究。郑州会展中心站顶管模具过街通道顶管模具管节尺寸为9100mm×5500mm的矩形，内部净空尺寸为7800mm×4200mm，壁厚650mm，管节为整环结构，单节管长为1.5m，重约66.8t。采用强度C50混凝土预制，抗渗等级为P10，长度91.6m。管节纵向连接采用承插式F型接头，管节接缝处设置承插口接口钢套环与防水橡胶圈形成管节外侧防水体系，双组分聚硫密封膏嵌缝形成管片内侧防水体系，管节采用整体式预制。

顶管模具隧道沉降制重难点

（1）顶管模具隧道断面为矩形，上覆土形成的受力拱拱面与顶管模具盾壳面间的面积较大，较大土体靠盾壳支撑，对地层扰动较大，地层变形大。（2）道路车辆较多，动荷载大，且不稳定，地层沉降控制难度大大增加。（3）在埋深相同的条件下，随着顶管模具盾壳面积的增大，上覆土形成受力拱的作用大大减弱，上覆土发生沉降的敏感度大大增强。同时尽管存在泥浆套的减摩作用，盾壳与上覆土间的摩擦力也逐渐增大，“背土效应”也逐渐明显。

3.3顶管模具隧道姿态制重难点

（1）顶管模具隧道断面为矩形，由于地层的不均匀性和注浆压力的偏差，易造成顶管模具隧道左右侧压力不等，致使顶管模具隧道轴线偏差。（2）顶管模具隧道断面大，施工过程中易出现土舱各点压力不均且不连续，导致土舱左、右侧或上、下侧压力不平衡，造成顶管模具隧道轴线偏差。（3）由于顶管模具机长度较短且质量较大，隧道覆土浅，同时，施工过程中注入大量的触变泥浆;所以，顶管模具掘进施工过程中，易出现顶管模具机“载头”和管节上浮现象。