香港闹市区的顶管施工
１１８非开挖技术ＴｒｅｎｃｈｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００６焦这四条顶管中，由ＷＣ５井到ＷＣ４井和由ＷＣ８
井到ＷＣ７井的两条管线相对来说是直线型，长度分
别为１６１ｍ和１８５ｍ，埋深依次为６ｍ和５ｍ左右。另
两条为曲线顶管，由ＷＣ５井到ＷＣ４井的曲率半径
为７５０ｍ，平均顶进速度６ｍ／ｄ；ＷＣ７井到ＷＣ８井的
曲率半径为４０５ｍ，平均顶进速度８．８ｍ／ｄ。
ＷＣ５井到ＷＣ５ａ井虽然只是一条平均深度约
５ｍ、长４０ｍ的较短的直线型顶管，但在其顶进中却
有一处是从仅距地铁隧道顶部只有０．５ｍ的地方穿
过，该条顶管平均进度是３．２ｍ／ｄ。
湾仔段还有一条直径１２００ｍｍ的顶管原设计是
分为两段施工的，即ＷＣ５井到ＷＣ６井和ＷＣ６井到ＷＣ７井。由于总的顶进长度只有１６８ｍ，所以ＦｉｎｅＰｒｏｊｅｃｔｓ公司决定将这两段顶管合并施工，从ＷＣ５井开始，直接穿过ＷＣ６井，最后到达ＷＣ７井。对这条管道的顶进，施工精度要求非常高，因为其下方距地铁隧道顶部仅有ｌｍ、而上方距一条已经建成的沟槽基础也仅有ｌｍ。这条顶管的埋深为５屿．６ｒｎ，前一段是一条曲率半径为３５０ｍ的曲线顶管，靠近７井的后一段是直线顶管，平均顶管速度达到６．２ｍ／ｄ。顶进到ＷＣ６井时，施工人员从井中对隧道机进行了检查，其切削刀盘和壳体都不需要作任何维修。
至此，湾仔段剩下的顶管都是内径１８００ｍｍ的了。在这些顶管中有两点比较有趣：一条从ＷＣ２井至ＷＣｌ井的顶管，埋深１４－１６．５ｍ，平均顶进速度７ｍ／ｄ，地层条件变化很大，全长２４４ｍ的顶进，地层由岩石变化到海相冲积层；作为主顶工作井的ＷＣ２井，要用于两个不同高程的顶管，其第二条顶管深度大约７ｍ。向ＷＣｌ井的顶管施工还有一个挑战，就是其管线上方仅３ｍ就是一座重要建筑物，而且其沿线附近还有立交桥的基础。
湾仔段最后一条顶管原设计也是分为两段施工的，后来也被合并为一段，这就是ＷＣ２井到ＷＣ３井和ＷＣ３井到ＷＣ４井的顶管，其总长度为１４５ｍ，曲率半径都是３５０ｍ，埋深６．６—７．６ｍ。此处地层主要由岩石与砂土、粘土或漂石组成，所以还是采用了硬岩切削刀盘，平均顶进速度达到９．７ｒｎ／ｄ。当机头通过ＷＣ３井时，对切削刀盘进行了维修，以使其能够完成后续的顶管施工。３北角段顶管
在北角段，仅有两条是１２００ｍｍ的管道。第一条是从ＮＰ２井至ＮＰｌ井，曲率半径３５０ｍ，长１４５ｍ，穿
图１海瑞克ＡＶＮ６００ＸＣ型隧道机完成
长５８ｍ顶管后的出洞情况
图２使用硬岩刀盘后的直径６００ｍｍ掘进断面
越地层为岩石，埋深５．９ｍ，顶管的平均进度５．８ｍ／ｄ。
ＮＰ２井到ＮＰ３井的顶管相对较短且较直，只有大约５９ｍ长，埋深６．６ｍ，在这一深度范围内的地层大部分都是岩石，其顶管进度达到６．６ｍ／ｄ。
北角段其余的顶管直径都是１８００ｍｍ。这些顶管中使用了两种微型隧道掘进机，其中一半的工作量是由一台海瑞克ＡＶＮｌ８００ＴＢ型隧道机完成的，其最大输出功率为２５０ｋｗ，机头最大扭矩５５４０００Ｎｍ。剩下的七条总长约１８００ｍ顶管，则是由一台Ｌｏｖａｔｍｔｓ隧道机完成的。
由海瑞克隧道机完成的第一条１８００ｍｍ顶管，是从ＮＰｌ５井至ＮＰｌ６井，施工地层为岩石和回填土，这条长度５８ｍ的短直隧道埋深为１５－１５．８ｍ，平均顶管进度达到３．９ｍ／ｄ。
接下来的一条顶管是从ＮＰ８井至ＮＰ７井，长度为２１７ｍ，直线型顶进，埋深１５．１－１５．４ｍ，平均顶管
进度达到４．９ｍ／ｄ，穿越的地层兼有软岩和硬岩，岩
第２３卷第２￣３期李攻文译：香港闹市区的顶管施工１１９
图３ＡＶＮ１８００Ｔ型微型隧道掘进机硬岩刀盘结构
石强度变化较大。
ＮＰ８井至ＮＰ９井的顶管长度１７１ｍ，穿越的地层岩石坚硬，因此需要更换刀盘上的切削齿，日平均进度达３．９ｍ。
ＮＰ５井至ＮＰ７井的顶管最初设计是作为两段施工，后来也合并为一段，隧道机直接通过ＮＰ６井。此段穿越的地层条件比较复杂，其中超过３６４ｍ的部分是硬岩，顶管埋深１４．２～１５．１ｍ。第一段的曲率半径为８００ｍ，第二段曲率半径为６３３０ｍ，日平均进度３．９ｍ。当隧道机通过ＮＰ６井时，对切削刀盘进行了维修。
最后施工的是ＮＰ３井至ＮＰ５井的顶管，也是由最初设计的两段合为一段，虽然费用节省了，但是这种单头顶进却遇到有时岩石强度高达３２０～３８０ＭＰａ的挑战，顶进段的其它地层是软至中硬岩石。这是一段长距离的曲线顶管，管线全长约４０４ｍ，埋深１３．７－１４．２ｍ，穿越的岩石非常坚硬，所以这段顶管是所有施工中最为困难的。该管线轨迹中有两段曲线，形成一个“ｓ”型形状，所以对顶管施工的精度要求非常高。第一段是从ＮＰ５井到原ＮＰ４井，弯曲段的曲率半径４８０ｍ，曲线段长度大于６０ｍ；第二段是从原ＮＰ４井到ＮＰ３井，弯曲段的曲率半径也是４８０ｍ，但曲线段长度却大于９０ｍ。由于地层复杂，需要频繁更换切削齿、关闭监测仪、调整泥浆和润滑剂的配比，这使得顶管轴线的控制成了一个很大的挑战。但是，这些困难都得到了克服，微型隧道机按照设计准确到达了中间井和目的井，顶管路径上的地面沉降也小于５～１０ｍｍ，均在容许的误差范围内。
德国ＶＭＴ公司为本项目的微型隧道机提供导向系统，海瑞克的全部微型隧道掘进机都配备了
ＳＬＳ—ＲＶ直线导向系统。当需要进行困难的曲线顶管时，另外从ＶＭＴ公司购买了更为精良的导向仪，以适应变化了的施工要求。在本次施工中，新铺设的排水管道的轴线控制事关成败。
４卓越的轨迹控制
为确保管道顶进中不损伤现有的地下管线设施，这次湾仔及北角的新排水干管施工，对管道轴线控制要求非常精确。为了保证顶管施工的顺利进行，整个工程总共建造了２０多口始发井和接受井。顶管施工在６月底完工后，这些工作井就将转为人井和与新管网系统的连接井。
由于新建干管沿线的建筑物密度很大，所以对每个工作井的位置都需要做预先确定。
根据一项２００１年的调查，工作井的位置都被选在对交通、环境、建筑物、地下公用管线和交通设施影响最小的地方。
为了实现这个目标，一些管道在设计的时候采用了曲线，以避免和现有的管线发生冲突。这就需要更为精良的导向系统。
在很多地方，由于道路两边的低层楼房和地下管线过于集中，排水干管不得不布置在了道路中间，以使得施工对这些建筑物和管线的影响减少到最小。
管线的最小弯曲半径基本上取决于管道最大允许偏转角，这一角度值由管道接头处能够承受的顶力和设计轴向推力所决定。在香港的这次顶管工程中，管道最大允许偏转角取为０．５。。这也就是为什么大部分的湾仔排水干管埋深都比较浅的原因。
在香港市场上，只能买到本地生产的唯一一种规格的单根长３ｍ的顶管。这种管材供应上的限制，表明本项工程是香港首次采用非开挖技术进行曲线顶管铺设排水管道。
负责本项工程的香港环保局官员威尔逊．沃克说：总的来说，本项工程的所有顶管施工之所以取得了显著的成功，既有技术先进的因素，又有工期安排合理的因素。根据这次取得的经验；４－后在香港的城区以及附近地方，都将推广非开挖技术铺设地下管线。
（本文由澳大利亚非开挖杂志提供）译自＜Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ＆ＴｒｅｎｃｈｌｅｓｓＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＞２００５年１０期
李
山校
香港闹市区的顶管施工
作者：李攻文
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