壓平衡式矩形頂管頂進(jìn)工法是利用土壓平衡矩形頂管機(jī)完成矩形斷面的隧道施工，其結(jié)構(gòu)斷面的合理性可減少土地征用量和掘進(jìn)面積，降低工程造價(jià)�？捎糜诮ㄔ斓罔F車站、地鐵及水底隧道旁通道等。上海隧道股份有限公司通過(guò)完成斷面尺寸為2.5m×2.5m、長(zhǎng)為60米的矩形隧道試驗(yàn)，并于1999年4月在上海地鐵2號(hào)線陸家嘴車站5號(hào)出入口地下人行通道工程中成功應(yīng)用，取得了顯著的技術(shù)成果、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該技術(shù)成果獲2000年上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

　　1.特點(diǎn)

　　1.1 利用土壓平衡矩形頂管機(jī)可對(duì)矩形斷面進(jìn)行全斷面切削，保持土壓平衡，對(duì)周圍土體擾動(dòng)小。

　　1.2 在同等截面積下，矩形隧道比圓形隧道可更有效地利用空間，減少地下掘進(jìn)土方。用于人行、車輛等的地下通道不需再進(jìn)行地面鋪平工序，不僅省時(shí)而且可降低工程造價(jià)20%左右。

　　1.3 不影響原有的各類地下管線，不影響道路交通、水運(yùn)以及地面的各類建筑。施工時(shí)無(wú)噪音、無(wú)環(huán)境污染。

　　1.4 通過(guò)可編邏輯程序控制器及各類傳感器等隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工狀況，確定施工參數(shù)，使整個(gè)施工過(guò)程處于受控狀態(tài)，從而有效控制矩形隧道頂進(jìn)軸線、轉(zhuǎn)角偏差及地面沉降。

　　2.工作原理及適用范圍

　　2.1 工作原理：

　　整個(gè)控制系統(tǒng)以土壓平衡為工作原理，通過(guò)大刀盤及仿形刀對(duì)正面土體的全斷面切削，改變螺旋機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度及頂進(jìn)速度來(lái)控制排土量，使土壓倉(cāng)內(nèi)的土壓力值穩(wěn)定并控制在所設(shè)定的壓力值范圍內(nèi)，從而達(dá)到開(kāi)挖切削面的土體穩(wěn)定。

　　2.2 適用范圍：

　　本工法適用于在粘土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)砂土及砂質(zhì)粉土等地層中施工。特別適用于在不宜大開(kāi)挖的錯(cuò)綜復(fù)雜的各類地下管線下進(jìn)行矩形斷面的施工，保證地面建筑物不受損害。

　　3.施工工藝

　　3.1 施工設(shè)備

　　3.1.1 組合刀盤式土壓平衡頂管機(jī)，由上海隧道工程股份有限公司研制，并已在工程中得到應(yīng)用。

　　主要由頂管機(jī)機(jī)頭、大刀盤及仿形刀裝置、糾偏裝置、螺旋機(jī)、主頂裝置、動(dòng)力裝置、壓漿系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。

　　3.1.2 配套設(shè)備：

　　行車，拌漿系統(tǒng)，注漿泵，電焊機(jī)、空壓機(jī)等。

　　3.2 施工順序：

　　3.2.1 工作井清理、測(cè)量及軸線放樣。

　　3.2.2 出洞口密封安裝及檢查，并進(jìn)行出洞輔助技術(shù)措施如：井點(diǎn)降水或地基加固處理。

　　3.2.3 井口行車、井上輔助設(shè)施的布置和安裝。

　　3.2.4 頂管機(jī)就位。

　　3.2.5 后座頂進(jìn)裝置及井下輔助設(shè)施的布置和安裝。

　　3.2.6 頂管機(jī)下井、就位。

　　3.2.7 頂管機(jī)井下安裝、調(diào)試，作好開(kāi)頂準(zhǔn)備。

　　3.2.8 頂管機(jī)開(kāi)門出洞后開(kāi)頂。

　　3.2.9 砼管就位。

　　3.2.10 頂管循環(huán)頂進(jìn)。