矩形顶管在城市地下空间中的开发及前景

 作者：贾连辉

上海隧道股份所研制的3.8m × 3.8m矩形顶管机于1999年4月应用于上海地铁三号线五号出入口矩形通道，开创了国内矩形隧道研究和设备推广应用的先河。而后又有中铁工程装备集团、安徽唐兴装备科技股份有限公司等几家企业进行矩形顶管机的研发设计。

经过多年的科研开发，国内宽度大于 6m、高度大于3m的大断面矩形顶管施工已普及，主要适用于软土—软岩地层，其结构形式也多为土压平衡式。

国内各大断面矩形顶管厂家的结构形式大多类似，区别较大处在于刀盘结构形式。总体来说，国内大断面矩形顶管均为多刀盘结构，通常包括以下3种：

2013年，中铁工程装备集团研制出超大断面矩形顶管（10m x 7m），并成功应用于郑州市红专路下穿中州大道项目，为世界上首次将矩形顶管法应用到交通隧道建设领域，施工效果如下图。

2012年，佛山市南海区越秀星汇云锦开发项目成功完成了下穿南海大道的地下商业空间施工，该项目采用偏心多轴式刀盘矩形顶管，先平行顶进4条矩形断面隧洞（单洞尺寸为6.9m × 4.9m），然后在隧洞间开洞实现互通，从而在非开挖的情况下实现了地下商业和过街通道互通的目的，为地下商业空间的开发利用提供了一种新的形式。

传统地下停车场施工一般采用明挖法，即敞开式开挖方法，不仅破坏环境，阻断交通，并且扬尘、噪声、渣土污染等严重影响周边办公及生活秩序。而常规暗挖法施工，通过施工竖井进入地下开挖，基本不破坏地面环境且低噪声。

对于已建成的老城区综合管廊项目，开挖施工是不可取的，采用矩形顶管的非开挖施工极具优势，目前已受到不少城建部门的青睐。

全球物流巨头德国敦豪公司（DHL）提出了“城市鼹鼠”的设想，在地下管道网中穿行的机器人，可以把货物自动密封在包裹里，然后把货物顺着轨道运送出去。这种地下管道物流系统不仅不会受到外部天气及其他交通的影响，货物也不易丢失、损坏，促进城市生活智慧化。