矩形顶管模具|顶管管节模具

矩形顶管模具当前面临的难题

矩形顶管模具技术在我国还处于发展推广阶段，在顶进设备方面吸收学习了国外较为先进的设计制造经验，加之国内相关研究、生产机构的摸索开发，矩形顶管模具设备的设计与研发取得了较大进展，所生产的矩形顶管模具机及相关配套设备能够满足国内矩形顶管模具施工的要求。在施工技术方面，矩形顶管模具与圆形顶管模具有相通之处，施工环节的各个阶段可以互相借鉴采用。但是，由于自身的特殊性，矩形顶管模具施工技术在实施过程中也会有需要重点考虑和解决的问题。归纳起来，其主要有以下3个方面。

1.理论方面

1)国内外学者对管土相互作用的研究大都以管道的轴向受力和顶管模具施工引起的土体变形作为关注重点，对结合顶管模具施工特点对管道的横、纵向受力的研究不够深入。

2)国内外学者对注浆过程中浆液、管道、土体三者之间的相互作用机制缺乏深入的了解，在计算顶推力的过程中，采用减摩泥浆的情况下，既有的计算公式结果偏大，主要体现在注入减摩泥浆后的摩阻因数会减小，因此注入减摩泥浆后的摩阻因数的确定有待进一步研究。

3)目前的理论研究着重于顶管模具施工过程中的地面变形，而对顶管模具施工中管道力学特性和施工后直至土体最终稳定的长期移动缺少深入的研究。

4)毫无疑问，用于各类岩土和结构工程中的数值计算方法，同样适用于矩形顶管模具施工过程中一些规律性的变化趋势和关键影响因索的研究，并为施工现场提供指导性建议，优化顶管模具施工工艺环节。但由于国内工程不多，算例较少，模型中的一些参数，尤其是土力学模型参数的取值不易符合工程实际。因此，目前数值方法尚不能成为很准确的计算方法。

6.2设计方面

迄今为止，我国还没有专门针对矩形顶管模具结构设计的规范出台，矩形顶管模具工程中的结构设计是参考了《公路桥涵设计规范》。目前矩形顶管模具工程采用的规范主要是《顶管模具施工技术及验收规范(试行)》、中国工程建设标准化协会标准《CECS246—2008《给水排水工程顶管模具技术规程》和《CECS145—2002给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程》。设计理论主要是沿用了圆形顶管模具的设计思路。为了更好地指导大型矩形隧道顶管模具施工的设计及施工，需要规范和统一矩形管节的结构设计法规。

6.3施工方面

1)顶管模具掘进机掘进时易引起机头背土，加剧对土体扰动和流失，严重时会造成地面塌陷和管线破坏。

2)机头顶进时顶力及扭矩大，顶管模具机姿态难以控制。

3)刀盘切削面积大，对土层的扰动范围大，易造成地面及管线沉降，控制难度大。

4)小间距顶进时，顶进过程中产生的侧压力不仅会对邻近已成型通道产生影响，引起相邻管节发生变形和位移，甚至造成破坏，而且已成型通道四周土体受相邻顶管模具顶进施工时再次扰动，易引起地面及管线沉降叠加，造成周边环境破坏。

1)矩形顶管模具技术可广泛应用于城市下立交、地下快速路主线及其匝道、过街人行通道和地下管线共同沟、小区地下车库等地下空间利用项目，甚至可以期待通过一些辅助措施，实现地铁车站本体的非开挖建设。

2)矩形顶管模具技术面临着一些问题，理论研究与设计规范的不足，施工带来的不良影响，都制约着矩形顶管模具技术的发展，也是以后需要解决的问题。