壓平衡式矩形頂管頂進工法是利用土壓平衡矩形頂管機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面積，降低工程造價。可用于建造地鐵車站、地鐵及水底隧道旁通道等。上海隧道股份有限公司通過完成斷面尺寸為2.5m×2.5m、長為60米的矩形隧道試驗，并于1999年4月在上海地鐵2號線陸家嘴車站5號出入口地下人行通道工程中成功應用，取得了顯著的技術(shù)成果、經(jīng)濟效益和社會效益。該技術(shù)成果獲2000年上海市科技進步二等獎。

　　1.特點

　　1.1 利用土壓平衡矩形頂管機可對矩形斷面進行全斷面切削，保持土壓平衡，對周圍土體擾動小。

　　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，減少地下掘進土方。用于人行、車輛等的地下通道不需再進行地面鋪平工序，不僅省時而且可降低工程造價20%左右。

　　1.3 不影響原有的各類地下管線，不影響道路交通、水運以及地面的各類建筑。施工時無噪音、無環(huán)境污染。

　　1.4 通過可編邏輯程序控制器及各類傳感器等隨時監(jiān)測施工狀況，確定施工參數(shù)，使整個施工過程處于受控狀態(tài)，從而有效控制矩形隧道頂進軸線、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：

　　整個控制系統(tǒng)以土壓平衡為工作原理，通過大刀盤及仿形刀對正面土體的全斷面切削，改變螺旋機的旋轉(zhuǎn)速度及頂進速度來控制排土量，使土壓倉內(nèi)的土壓力值穩(wěn)定并控制在所設定的壓力值范圍內(nèi)，從而達到開挖切削面的土體穩(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挖的錯綜復雜的各類地下管線下進行矩形斷面的施工，保證地面建筑物不受損害。

　　3.施工工藝

　　3.1 施工設備

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

　　主要由頂管機機頭、大刀盤及仿形刀裝置、糾偏裝置、螺旋機、主頂裝置、動力裝置、壓漿系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)等組成。

　　3.1.2 配套設備：

　　行車，拌漿系統(tǒng)，注漿泵，電焊機、空壓機等。

　　3.2 施工順序：

　　3.2.1 工作井清理、測量及軸線放樣。

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

　　3.2.3 井口行車、井上輔助設施的布置和安裝。

　　3.2.4 頂管機就位。

　　3.2.5 后座頂進裝置及井下輔助設施的布置和安裝。

　　3.2.6 頂管機下井、就位。

　　3.2.7 頂管機井下安裝、調(diào)試，作好開頂準備。

　　3.2.8 頂管機開門出洞后開頂。

　　3.2.9 砼管就位。

　　3.2.10 頂管循環(huán)頂進。