南通市轨交1号线某过街通道工程穿越富水砂层，顶管掘进过程中极易出现流砂、管涌现象，该工程因地制宜优化了矩形顶管施工技术，一起来学习一下该工程的施工经验吧~
一、工程概况
南通市轨道交通工程1号线某过街通道采用矩形顶管法施工，共计213.51m。穿越市区主干道和市政重要主管道。
2.地质情况和水文情况
矩形顶管掘进时主要穿越②砂质粉土、③-1粉砂夹砂质粉土，由于土层含水量丰富，渗透性强，顶管掘进过程中土体在动水压力作用下易产生流砂、管涌现象，故若不及时采取有效措施，会危及顶管施工安全。
3.工程特点
顶管机下穿市区主干道，需在不影响地面交通状况和管线的前提下高效完成施工生产任务，这就对顶管施工如何有效控制地表沉降提出了更高的要求，同时也是本工程施工的重难点。该地区特殊地质全断面粉土粉砂富水量极为丰富，在极端地质条件下无疑又给顶管施工增加了难度，施工风险系数高、施工技术要求高、社会关注度高为本工程显著特点。
二、重点施工技术优化
1.1号口矩形顶管施工
该区间严格落实前期准备工作，推进过程各项参数正常，但在矩形顶管机接收过程中，技术人员巡视发现管节局部出现下沉迹象，同时管节内也出现渗漏，次日发现地表有明水渗出，初步判断为自来水管道破损。
（1）原因分析
自来水管破损位置下方为管节沉降最严重位置，有压自来水管接头位置的渗漏水极有可能与管节顶进施工过程产生叠加反应，使管节背后形成流水通道带走原状土，造成管节底局部脱空，在整段管节卸压后造成脱空位置管节的沉降。
未对成型管节间进行有效连接（焊接钢板进行拉结），刀盘出洞后前方卸掉反推力后，部分管节因自重、底部空洞等原因造成局部不均匀沉降，出现个别管片较大错台和部分拼缝的渗漏水现象。
始发洞门密封相对薄弱，仅靠折页压板+橡胶帘幕密封形式，在强压力下，无法有效阻挡泥砂的流失。
（2）优化措施
为了提高始发洞门密封性能，增设“外置止水箱体+三道密封”始发装置。其中“外挂式止水箱体”是指在原有钢门框外接60cm长钢箱体，该箱体与钢门框连接采用双面满焊，确保止水效果。“三道止水密封”是指从外到里分别为“折页压板+橡胶帘幕”、盾尾刷、弹簧钢板，在盾尾刷和弹簧钢板之间的舱内预埋1寸注浆管。
为了提高管节整体稳定性，防止管节出现局部沉降，将原设计管节连接材料，由8#槽钢变更为2cm厚钢板，连接部位增加为管节周边8个点。
2.2号口矩形顶管施工
2号口始发前，按照专家意见，定制3套“外置止水箱体+三道密封”和“连接钢板”，随即进行安装，效果良好，该区间通道推进过程中洞门未出现渗漏和管节下沉现象，但在接收过程中技术人员巡视发现始发端地表出现隆起。
（1）原因分析
该地区地层为富水砂层，含水量大，地层中的潜水将减摩泥浆进行稀释，导致减摩效果降低，致使淤积管节背部造成背土现象。减摩泥浆地表隆起部位注浆压力过大，背土现象和注浆压力过大效果叠加，造成地表隆起。
（2）优化措施
调整减摩泥浆参数，配置减摩泥浆小样，注浆遵循“先压后推，随推随注，及时补浆”的原则，控制注浆压力，实时地表进行监测。
3.施工技术优化总结
通过不断的摸索和改进，第三个出入口顺利接收，实现了“零失误”。在此过程中不断进行优化，探索出成熟的施工经验，分别为管节防水结构进行优化、精准掌握顶管机姿态采用“五点”测量方法和通过注泥方式调整顶管机姿态3个方面。
4.管节防水结构进行优化
在管节端部增设一道“挤压式止水圈”，增设此防水措施能够有效保证原设计防水失效后，新增防水措施继续发挥止水效果。
将原有“楔形氯丁橡胶+遇水膨胀复合体”防水材料优化为“鹰嘴型氯丁橡胶”防水材料，增强防水效果。
5.精准掌握顶管机姿态，采用“五点”测量方法
传统的顶管法导向测量方法，因只有一个导向点指导顶管机推进方向，从而只适用圆形顶管法推进，不足以形象准确地反馈顶管机推进姿态。通过不断摸索总结，在原有测量方式上进行改进创新，在前尾盾各增设2个测量点，同时测量仪器从传统经纬仪变更为全站仪，测量频率从每环一测增加到一抖泥一测；从而精准掌握矩形顶管机推进姿态，避免出现顶管机“栽头”和纠偏过大的现象出现。
6.通过注泥方式调整顶管机姿态
该地区地层为富水砂层，矩形顶管管节在拼装过程中时间较长，极易出现顶管机“栽头”现象，但常规的用铰接方式调整姿态，容易出现管节错台现象，为了更有效调整管节姿态，通过顶管机底部预留的注泥孔，注入浓泥方式调整顶管机姿态，对管节扰动较少。
三、结语
综上所述，文章结合富水砂层地质条件下矩形顶管过街通道工程，前期在原设计方案基础上进行优化，并针对施工过程中出现管节局部下沉、始发端地表隆起等问题，进一步优化施工技术，提出有效的施工改进措施，实现后续出入口过街通道施工“零失误”。该工程有效改善了过街通道施工对交通和管线改迁的影响，具有良好的社会效益和经济效益。
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