摘要：大断面矩形顶管施工在城市的人行地道、车站的进出口通道以及地下空间的开发联络通道等工程当中具有广泛的应用，同时也在这些工程当中展示出了明显的应用优势。但是在工程当中，大断面矩形顶管施工很难控制地面的沉降程度，因此很容易对市政环境造成破坏，尤其会对周围的建筑物产生不良的影响。大断面矩形顶管施工在施工的过程当中，经常需要面对复杂的施工环境，这进一步增加了施工的难度，同时也对控制不良影响的工作带来了新的挑战。
关键词：大断面矩形顶管施工；市政环境；影响；地表沉降；建筑物稳定性
一、大断面矩形顶管施工的基本概述
随着城市的发展与建设，密集的地面建筑和地下管线给工程施工带来了新的挑战。在这样的背景下，传统的明挖施工方式已经无法满足需要，在现代化的城市施工当中展现出了局限性。为了更好地满足城市建设的需要，大断面矩形顶管施工技术应运而生。它可以更好地应对城市工程建设复杂的周边环境。
（一）大断面矩形顶管施工的应用条件
在应用大断面矩形顶管施工技术的时候，需要综合考虑各种因素的影响，比如工程建筑的功能、地质条件以及周围建筑物的密度和地下管线的铺设情况等。具体来说，大断面矩形顶管施工技术在以下几种条件下比较适用。第一是这种技术在黏性土、淤泥质土、粉质土以及砂质土当中具有良好的应用基础。第二，大断面矩形顶管施工的管道多为直线型，如果存在弯道的话该技术的效果可能无法被发挥。如果存在纵向坡度的话，通常以平坡为主。这是由于在大断面矩形顶管施工技术应用的过程当中会受到施工设备的限制。第三是为了满足该技术的施工工艺，在矩形顶管的上方通常需要保留略高于管节外包尺寸厚度的覆土。
（二）大断面矩形顶管施工的优势
通常来说，大断面矩形顶管施工技术会应用于城市中心区域的建设当中，这是由于该区域的环境比较复杂，如果采取明挖法进行施工的话，需要较大的占地面积且施工的工期比较长，容易造成交通堵塞，对城市市民的生活带来不便。而大断面矩形顶管施工对市政环境的影响比较小，同时还可以实现对周围建筑物地下管线的有效保护。与此同时，大断面矩形顶管施工技术噪音比较低，掘进速度比较快，对城市气候的影响比较小。
二、大断面矩形顶管施工对市政环境的影响
大断面矩形顶管施工过程当中需要进行挖掘，因此不可避免地会对工程周围的土体产生一定的扰动，使地表出现不同程度的变形。在这种附加应力的作用下，周围的建筑物的结构稳定性可能会被破坏，甚至产生竖向的移动与变形。与此同时，大断面矩形顶管施工还可能会对施工地其他地下建筑物产生不良的影响，比如地下的桩基和阀基会由于土体的扰动而改变原始的地应力，甚至出现土体的不均匀沉降。
（一）引起地表的变形
对于市政地表来说，如果出现了比较明显的沉降或者隆起的话，混凝土管道就很容易受到影响，一旦出现管道的开裂就会造成比较严重的后果，影响市民的生活。在这样的情况下，会对建筑物的防水功能产生不良的影响，同时还可能会出现地下水的渗漏情况。对于对地表变形比较敏感的工程来说，会受到更加严重的影响。
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（二）引起地表的倾斜
大断面矩形顶管的管径比较小，在施工的过程当中可能会导致地表出现倾斜的情况。地表倾斜到了一定的程度之后就会对建筑物的稳定性产生影响，比如引起建筑物出现歪斜。这是由于在重力的作用下，地表结构就产生一定的附加应力，建筑物的基底土的局部应力也会增大，使建筑物地基的结构受到影响。尤其是对于高层建筑来说，这种破坏更加明显。建筑物当中的特种结构，比如烟囱、水塔等部位所受到的影响也比较明显。这是由于这些结构在下部即使出现了小量的倾斜与变形，上部也会出现比较明显的位移，因此施工人员需要格外留意这类建筑物，在施工的时候严格控制各项参数，对地基的承载力、基础强度以及抗斜稳定性都进行科学验算。而对于一些特殊的建筑物，尤其是配备了精密仪器的建筑来说，如果倾斜角度比较大的话，就会造成难以估量的损失。
（三）引起地表曲率的变化
大断面矩形顶管在穿越建筑物的时候，经常会引起地表的变形，这种变形通常呈现出中间大、两边小的槽型或者隆起的形状，因此改变了地表原有的曲率，从而影响建筑物的安全性与稳定性。根据大断面矩形顶管施工当中地表形变的情况，可以将地表的曲率分为正曲率和负曲率。如果地表的曲率发生了变化，建筑物都会局部悬空。在施工的过程当中，建筑物基础就会切入到地基当中去，在内部出现垂直截面的附加弯矩和剪力，从而使建筑物出现裂缝。在地表正曲率的作用下，建筑物的裂缝通常呈现出上宽下窄的特性，这种裂缝通常是竖向或者倒“八”型的。而如果实在负曲率的作用下，建筑物的裂缝通常是水平或者正“八”的形态。而对于体积较大的建筑来说，这种裂缝所造成的影响更为严重。
（四）其他影响
大断面矩形顶管施工除了对地表的形态造成影响之外，还可能会对市政环境造成其他方面的影响。第一是可能会出现渗水和漏水的情况。这主要是出现在大断面矩形顶管接口处，主要是由于接口或者止水装置型号不合适导致的，与此同时，管道轴线偏差较大也会导致接口之间出现错位的情况，从而引发渗水。除此之外，间隙不均匀和填充材料不密实也是发生渗水的重要原因。对于这种情况，施工人员可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理，同时要对严格按照管节和接口密封材料验收制度进行验收，还要加强监测，使施工人员能够按照技术标准和操作流程进行非开挖施工。第二是如果降水措施使用不当，对顶管作业时地下水位的判断不准确的话，也会对市政环境造成不良的影响。在降水施工的时候，需要根据地质勘察报告将判断雨水管道埋设的位置，并在降水之前完成平整场地、钻机成孔、下管、管井填料、管井清洗等步骤，并根据实际情况完成降水计算。
三、结语
总的来说，大断面矩形顶管施工具有良好的应用前景，为城市建设提供了新的技术支持。在研究过程当中发现，大断面矩形顶管施工与明挖法相比，可以有效降低社会成本、降低对市民生活的不良影响，在城市建设当中具有不可替代的优势，但是如果对各项施工参数设置不合理的话，也会对市政环境造成不良的影响，尤其会对周围建筑物的稳定性造成不良影响。因此施工人员在应用该技术的时候，需要根据实际情况做好综合性的分析，充分考虑各种因素的不良影响，加强对大断面矩形顶管施工的管理与监测，降低甚至规避这些影响所带来的风险。
参考文献
[1]程少东,刘鑫,李超刚,王贵均,王晓驰,邱正清,章健,王尧.大管径泥水平衡顶管施工基坑及邻近构筑物监控技术[J].市政技术,2019,37(02):191-194.
[2]安关峰,王谭,司海峰,刘添俊.施工顺序及不同管材对双层顶管隧道施工引起地表沉降的影响研究[J].现代隧道技术,2019,56(04):119-126.
论文作者:边喆宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：断面论文; 矩形论文; 建筑物论文; 地表论文; 顶管论文; 曲率论文; 会对论文; 《基层建设》2019年第29期论文;