悅山路下穿金興大道矩形頂管技術(shù)應(yīng)用

黃篤模 楊延洪 施林 何軒

摘要：隨著城市化進(jìn)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(fā)的需求日趨加大。在建成區(qū)實(shí)施下穿道往往采用明挖法，但隨著生態(tài)環(huán)保、綠色發(fā)展、社會(huì)民生的高要求，矩形頂管技術(shù)將廣泛應(yīng)用于城市建成區(qū)下穿道工程。

關(guān)鍵詞：矩形頂管;新工藝;下穿道施工

以往地下構(gòu)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?。?施工不僅會(huì)中斷交通、影響環(huán)境，還有可能對(duì)臨近建筑物造成破壞; 對(duì)于埋深較大的地下空間開發(fā)項(xiàng)目，不僅施工成本會(huì)急劇增加，而且施工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增大。

1 國(guó)內(nèi)外矩形頂管技術(shù)的應(yīng)用

矩形頂管技術(shù)的發(fā)展，得益于矩形掘進(jìn)機(jī)的出現(xiàn)與日漸成熟的圓形頂管技術(shù)。20世紀(jì)70年代初，矩形頂管技術(shù)首次成功應(yīng)用于日本東京的地下聯(lián)絡(luò)通道中。在20世紀(jì)90年代以后，矩形頂管技術(shù)逐漸在我國(guó)得到應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，上海隧道股份所研制的3.8 m×3.8 m矩形頂管機(jī)于1999年4月應(yīng)用于上海地鐵三號(hào)線五號(hào)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(jīng)過多年的科研開發(fā)，國(guó)內(nèi)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(jī)已發(fā)展成集光、機(jī)、電、液、傳感和信息技術(shù)于一體，涵蓋切削土體、輸送渣土、測(cè)量導(dǎo)向和糾偏等多功能的專用工程機(jī)械。

2 悅山路下穿金興大道矩形頂管技術(shù)應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目基本情況及建設(shè)背景

悅山路是重慶兩江新區(qū)聯(lián)系黃茅坪片區(qū)與悅來片區(qū)的重要通道，兼具過境交通與服務(wù)片區(qū)功能，能有效改善該區(qū)域人居環(huán)境，同時(shí)還可以推進(jìn)城市化進(jìn)程，推動(dòng)道路兩側(cè)閑置地塊的開發(fā)建設(shè)，帶動(dòng)沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變片區(qū)落后面貌，促進(jìn)兩江新區(qū)黃茅坪片區(qū)的快速發(fā)展，帶動(dòng)該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和配套發(fā)展，加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)外的交通聯(lián)系均具有重要的意義。

該項(xiàng)目建設(shè)的重難點(diǎn)在于道路以下穿方式跨越現(xiàn)狀金興大道，下穿道全長(zhǎng)約84m，道路等級(jí)為城市次干路，設(shè)計(jì)車速30km/h，標(biāo)準(zhǔn)段單向2車道，標(biāo)準(zhǔn)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(qū)、翠云片區(qū)及空港等聯(lián)系起來，雙向六車道，標(biāo)準(zhǔn)路幅寬度54m，設(shè)計(jì)速度為80km/h。下穿現(xiàn)狀道路傳統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法為明挖現(xiàn)狀道路，在現(xiàn)狀道路旁修建臨時(shí)的交通轉(zhuǎn)換道，遷改復(fù)雜的水、電、氣、訊管線，投入大、社會(huì)影響大、對(duì)現(xiàn)狀的破壞大。為貫徹落實(shí)“堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，推動(dòng)綠色發(fā)展”理念，悅山路下穿金興大道地通道部分通過分析論證，優(yōu)化道路線性，最大限度的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免管網(wǎng)遷改，最終采用先進(jìn)的矩形頂管技術(shù)。

2.2 明挖法與矩形頂管技術(shù)對(duì)比

相較于傳統(tǒng)的明挖法施工技術(shù)，矩形頂管施工技術(shù)在以下環(huán)境條件具有明顯優(yōu)勢(shì)：

2.2.1 穿越較松軟的土質(zhì)地層時(shí);

2.2.2 穿越鐵路、公路、河流或建筑物時(shí);

2.2.3 在車流和人流量大的鬧市區(qū)街道施工，又不能斷絕交通時(shí);

2.2.4 管道覆土較深，開槽土方量大，并需要支撐時(shí)。

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(duì)比情況如表1。

通過表1的對(duì)比分析可見，矩形頂管技術(shù)不僅在工藝上有巨大優(yōu)勢(shì)，更在生態(tài)環(huán)保、綠色發(fā)展、社會(huì)民生方面有顯著的優(yōu)勢(shì)。

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(dá)2000mm以上，含量30%～60%），下穿道覆土厚度約3～7m，共計(jì)管線13條，距離最近管線為0.5m，頂進(jìn)坡度為1%，示意見圖5，斷面圖見圖2。

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

3 結(jié)語

在地下空間全面開發(fā)的時(shí)代，矩形頂管具有廣闊的應(yīng)用前景，它不僅可以應(yīng)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(qū)地下車庫等項(xiàng)目，更可以應(yīng)用于現(xiàn)在國(guó)家大力推行的項(xiàng)目，這不僅是新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用，更是生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展、以人為本的貫徹落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]彭立敏，王哲，葉藝超，楊偉超.矩形頂管技術(shù)發(fā)展與研究現(xiàn)狀，隧道建設(shè)，2015.1;