顶管施工法起源于20世纪70年代的日本，是一种修建过街通道的新方法。较传统明挖法、矿山法施工，顶管施工法有较多优势：首先，顶管机施工时占地面积小、噪音低且无扬尘，施工不需开挖路面、封闭交通或改迁管线，对现有建筑、管路及居民生活产生影响较小；其次，同等截面下，矩形隧道比圆形隧道更能有效地利用地下空间。 上路床
20世纪90年代末，顶管施工技术在我国沿海地区推广使用，随着技术，进步，顶管施工技术日益成熟，并且矩形顶管机在地下通道修建过程中也起着至关重要的作用。尽管如此，顶管机在施工时仍面临一些棘手问题，其中机头顶进方向纠正偏离（简称纠偏）就是目前施工的重点与难点。矩形顶管机推进过程如图1所示。siro-1967图1 矩形顶管机推进过程
1 顶进原理
顶管机借助始发井固定的推进油缸，依次推动顶铁、管片以及主机向前掘进，掘进大该一个管片长度的距离，停止前进；推进油缸缩回，顶铁复位，从地面起吊管片至始发井，推进油缸再依次推动顶铁、管片，主机掘进，重复上述过程。顶管机从工作坑内穿过土层，一直推到接收井，依靠顶管机前部刀盘切削土体；螺旋输送机输出切下土壤，通过运输小车将切下的土体输送到始发坑，并吊出至地面。2 顶管机纠偏
2.1 偏离原因
对于这种长距离顶管工作，顶管过程中管片自身存在面超载、顶管机制造误差、施工不合理或操作不规范都会导致顶管机推进时偏离轴线。
施工时，要密切关注顶进轴线控制；每节管片安装完成后，必须要对机头姿态进行测量，若发现偏离，应及时纠正，做到随偏随纠随校核，防止纠偏量过大，进而对土体产生扰动，影响工程进度与施工质量。
2.2 偏离检测
旋转连接器
2.2.1 导向系统检测
顶管机始发井内设有观测台，如图2所示。观测台上安装一台激光经纬仪，顶管机壳体内测量台上设
置一台激光检测仪，激光检测仪能够接收激光并检测激光的入射角度和位置。激光束打在掘进机激光检测仪光靶上，通过观察光靶上点的位置来判断掘进高低及左右偏差。
图2 导向系统检测
2.2.2 智能检测
顶管机设自动引导监测系统不仅能引导顶管机机头方向，还能得到机头姿态，并可视化显示。它是由测量机器人、自动整平基座、信号控制通信箱、计算机、通讯电缆线、倾斜仪传感器和配套软件等部分组成。计算机发出测量指令，测量机器人开始自动测量，并将测量机头姿态信号传输给计算机，通过计算机智能判断，经验算无误后，实现机头姿态可视化显示。
纠偏设备安装时应注意，激光经纬仪的安装基座最好不要固定在主顶装置的底盘、工作井后靠背墙或其他在顶进时可能产生变形或位移的基础上，仪器应安装在独立设计的特定基础上，以减少施工过程中重复移动和调整次数。
2.3 纠偏方式
顶管机要按照“勤纠、微纠；先上下，后左右”的原则进行纠偏。顶管的纠偏有多种方式，其中较为常见的有铰接油缸纠偏、改变刀盘旋转方向纠偏和注浆纠偏。
第一，铰接油缸纠偏。铰接油缸纠偏，即通过调整铰接油缸的伸缩量和力矩来改变机头前进方向，从而达到纠偏目的。顶管机壳体铰接部位周边设置12根铰接油缸，上下各3根，其中左上、左下、右上和右下位置布置带位移传感器的铰接油缸；顶管机的左右两侧也各分布3根不带
（济南重工集团有限公司，济南 250109）
摘 要：顶管机作为一种隧道掘进设备，在修建过街通道、地铁间连廊等施工中应用较多，其中，顶管机顶进方向控制是工程质量控制的一个难点问题。以矩形顶管机为例，通过对顶管机顶进原理介绍，提出了顶管机顶进过程可能发生偏离轴线的问题；针对这一问题，提出了轴线偏离检测方法，分析了纠正偏离的几种方式，如铰接油缸纠偏、改变刀盘旋转方向纠偏以及注浆纠偏等，并研究了每种纠偏方式的工作原理，为相关施工提供参考依据。
关键词：矩形顶管机 纠偏 铰接油缸 注浆
图3 铰接油缸布置图
若顶管机设置导向系统，通过导向系统检测光靶显示的激光点位置能有效判断掘进高低或左右偏差。根据偏离位置操作者手动控制铰接油缸伸缩，调整机头姿态；调整过程中，要注意观察激光靶光点位置。此方法比较适合短距离直线顶管工程，纠偏效果明显。
若顶管机设置自动引导监测系统，计算机能智能判断出测量机器人输入测量信号。通过对信号分析，不仅实现机头姿态可视化，铰接油缸还能根据数据进行自动伸缩实现纠偏。此方法智能性强，适合长距离顶管工程，纠偏效果较理想。
第二，改变刀盘旋转方向纠偏。以六刀盘顶管机为例，机头布置6个刀盘，3个一组，前后错位布置，可更为全面地挖掘土体，保证开挖面大小。其中，刀盘的旋转方向可变，施工过程若遇土质不均匀地质，顶管机极易出现机头产生扭转等问题，此时可通过调整刀盘左右转动来纠正其旋转方向，使其恢复至正常位置。
第三，注浆纠偏。矩形顶管机壳体周边设置多处注浆口，其中前壳体上部分散布置8处注浆口，呈左右对称分布，如图4所示；中壳体下部设置两处注浆口，呈左右对称布置，如图5所示。纠偏注浆本质是注泥，注入的泥几乎不具备流动性，且有良好支撑效果。推进过程根据系统检测顶管机推进的偏转方向，选择合适注浆口注入泥浆，使得注出的泥浆在壳体外部形成一力偶；所形成的力偶使顶管机机
柯式烫画头按照要调整的方向旋转，直至监测显示掘进不偏离主轴，停止注浆，从而达到纠偏目的。
中频加热图
4 前壳体上部注浆口
要纠偏方式，其余两种方式可作为辅助。值得注意的是，如果顶管推进过程中出现上抛现象，应在顶管机顶进时将机头高程始终控制在负值，这样即使是机头下沉较大，纠偏也会和地面沉降控制统一。同时，不宜采用增大出土量、降低地面压力或过渡向下纠偏等措施
图5 壳体下部注浆口位置
以上三种纠偏方式，以铰接油缸纠偏为主
另外，顶管机纠偏时应注意以下几点：首先，顶管过程中应随时掌握顶进方向和趋势；其次，在顶管机顶进偏离轴线时应及时纠偏；再次，采用小角度纠偏方式；最后，纠偏时开挖面土体应保持稳定。3 结语
本文以矩形顶管机为例，针对顶管机在掘进时偏离轴线问题，分析了偏离检测方法及解决机头偏离主轴线时的三种方法。结合三种纠偏方式的特点，实际施工时可单独采取纠偏措施，也可几种纠偏方式结合使用，最终达到纠偏目的。
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Brief Discussion on Deviation Rectification Technology of Rectangular Pipe-Jacking Machine脱水拖把
REN Jie, MENG Xiaoning, LIU Shuguang
(Jinan Heavy Industry Group Co., Ltd., Jinan 250109)
Abstract: As a kind of tunnel boring equipment, the pipe jacking machine is widely used in the construction of crossing passages and subway corridors. Among them, the jacking machine control is a difficult problem in engineering quality control. Taking the rectangular pipe jacking machine as an
example, through the introduction of the jacking principle of the pipe jacking machine, Key words articulated cylinder, grouting
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