本项目顶管工程包含给水、通信、电力三种类型，管道内径依次为1.55m、1.55m、1.95m,共计3条钢筋混凝土管道、4个出发井、2个接收井。采用顶管施工下穿铁路与道路，顶管总长为385.5m。其中，通信管和给水管共用同一出发井、接收井，出发井结构尺寸均为11m×13m,接收井结构尺寸为7m×13m;电力管井与其相邻，出发井结构尺寸为11m×7m,接收井结构尺寸为7m×7m。
1 线路应力放散
(1）应力放散作业时，应根据量测轨温判断，当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒放散法”，当轨温低于设计锁定轨温时采用“拉伸放散法”。
(2）滚筒放散法。当实测轨温在设计锁定轨温范围内采用“滚筒放散法”，松开应力放散区段单位轨节的所有扣件，每间隔15～20m垫上一个滚筒，根据松开扣件和顶起钢轨后的轨缝情况确定放散方向，每隔400m左右设一撞轨点，先用撞轨器反方向回撞单位轨节，以消除单位轨节铺设过程和因温度应力原因产生的残余应力，等到长轨在撞轨器的作用下不再移位并确定反弹时，可视为应力归零。若此时的轨温正好符合设计锁定轨温，说明此单位轨节应力已释放完毕，可以进行锁定。
2 工艺原理
1)顶管施工前先施工完成工作井和接收井,然后在工作井安装顶管设备,通过顶管设备中的液压千斤顶,将管节向接收井方向顶进,调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力,以确保挖掘面的稳定,最终管节从接收井预留口穿出,形成完整的管道施工。
2)顶管机的刀盘和泥土仓是个多棱体,且刀盘是围绕主轴作偏心转动,经过刀盘对前方土体切割,当有大块土体或块石进入顶管机泥土仓,经刀盘转动时就会被轧碎,碎块泥土小于顶管机的隔栅孔就进入泥水仓被泥水循环管输送走。
3)泥水平衡顶管施工前需先在地面上的泥浆池内搅拌一定量的比重的泥浆。顶管施工时打开泥浆池的阀门,泥浆通过进泥泵加压,经进浆管进入到顶管掘进机的泥水仓。泥水仓的泥浆在工作井内的排泥泵抽排作用下,泥浆经排泥管排到地面泥水分离器处理,泥渣分离外运,泥浆留在泥浆池内,形成了泥水循环系统。
3 顶管施工关键技术
3.1 工作坑开挖
起点井的周围用φ1.25米和φ1米的钻孔保护桩来保护，而收点井用12米的钢板桩来保护。工作坑的挖掘使用了一般的挖土机+长臂机的挖土机，在距离基础上方10厘米的地方，用手进行挖掘，然后使用倒装车将泥土抛出。顶进井使用的是排木后背，只靠着后背墙放置200mm×200mm的方木排木，它的宽度为3m，高为3m，在排木的外面，可以立起2到4根I40工字钢，在立铁的外面，可以放一根大刚性横铁，千斤顶可以在横铁上工作。在起吊时，起吊井壁必须有一定的强度，才能抵挡起吊井壁的反冲作用。再一次，墙体应该是平坦的，并且与管道的轴向相一致，这样才能避免受到不均匀的压力。
3.2 施工方案及施工工艺
该顶管工程加固方案为3-5-3扣轨加固形式，线路加固范围每股道25m，两股道共计50m。为保证加固期间行车安全，穿木枕及扣轨抬运施工在天窗点内施工。每个天窗点施工期间每天作业人员30人，其中加固作业人员26人，线路整修4人。驻站防护每班1人，远端防护每班2人，现场防护每班2人。材料、机械设备安排是大型机械手续齐全，线路加固所用钢轨、卡子扣板等材料提前运至现场进行存放，并安排专人24h看守。1线路加固实施方案。根据现场调查既有线路平面及铁路设备情况，权衡加固体系安全及既有设备正常运转、减少干扰行车等因素，制定该线路加固方案。
(1）该工程线路加固体系共涉及2股线路，线路处于直线段，自北向南依次为哈港联铁路下行线、哈港联铁路上行线，轨底高程分别为9.04m、9.06m；线间距为4m；钢轨类型为60kg/m，混凝土枕。
(2）线路加固采用3-5-3扣轨加固方案，扣轨采用50kg/m钢轨，U型卡采用直径22mm圆钢制作，扣板采用厚10mm钢板制作。
(3）线路加固后列车荷载传递路径为：列车荷载→钢轨→枕木→扣轨→路基。
(4）线路加固材料提前由汽车运至铁路护栏外侧集中堆码，开始加固时在铁路护栏相应位置开口，加固材料由人工抬运至线上。整个加固、顶进、恢复期间，护栏开口由专人看护，非施工相关人员不得进入，施工结束后及时封闭护栏。
(5）每间隔3根既有混凝土枕，穿入长木梭，既有混凝土枕可适当调整位置，长木枕间距不大于1.8m，长枕木与钢轨间设绝缘胶垫。
(6）扣轨安放完毕后要及时安装扣板，装配弹簧垫圈、平垫，拧紧螺母，工后检查是否有高于基本轨处、扣板是否与扣轨完全贴合，如有问题，及时调整。
(7）线路加固范围：线路加固长度共计25m，以管道设计线为中心向线路两边各12.5m。23-5-3扣轨线路加固工艺。木枕隔三插一，每股线路共计15根木枕，线路加固时先开挖木枕沟槽，穿木枕。
用油漆标记现场穿木枕的位置及范围，放轨枕位置。使用铁锨、扒镐、钢钎开槽挖木枕沟，槽底宽度不小于20cm,深度为轨底以下16cm，保证木枕顺利穿过。首先根据事先在钢轨上做好的标识，按照隔三插一的原则人工开挖方沟。接着穿木枕前先将U型卡放置在沟槽内，待木枕穿过后扶正U型卡，回填石碴，捣固密实，防止掉入沟槽内影响扣轨加固。
最后枕木穿完后，由人工将扣轨钢轨从线路两侧抬（翻）运至预定位置进行安装。在抬运扣轨时要平行跨越线路，统一指挥，严防连电，扣轨运至预定位置后立刻用Φ22-U型螺栓通过平垫、弹簧垫圈、螺母与10mm厚扣板进行连接，要保证扣件紧固，并不得高于基本轨轨面，纵梁位置不得侵入铁路限界，扣轨端头设置木梭头。扣轨施工在天窗点内完成，点毕前保证钢轨接头处，扣轨两端上齐扣板螺栓，扣轨中部至少上齐两套扣板螺栓。利用列车间隔补齐剩余扣板螺栓。
3.3 井下设备安装
1)轨道架设。轨道采用螺栓紧固于工作井底，轨道与地基间浇注C15细砂混凝土，保证轨道在受到冲击时，不发生偏移；不发生变形。
2)上覆钢板的固定。圆筒顶铁的外径应与管子的内径相同，圆筒顶铁不得与管子的开口相接触，管子的尾部必须用胶布做垫片进行缓冲。环状顶铁能将主顶油缸的整个顶力场平均地转移至管道，从而增大管道的承压区域，并使所推入管道的管道不受损坏。
3)采用后壁式或钢制的支承方式。它的主要功能是使液压缸在顶钻时产生的反力在井壁上平均分布，防止由于压力过大造成的井壁应力分布不均或因压力过大而导致的井壁构造失效。后墙采用C40细砂砼浇筑，钢背板置于前墙上，钢背板的位置应与顶进点的轴线相垂直。
4)主屋顶结构的装配。主要推进装置使用两个冲程为3.5米的二级等推力的主推进液压缸，单个的推力为1500千牛，合计3000千牛。主顶油缸的中心位置要与顶杆的轴心相一致，使底杆和管子处于一个受力的最佳条件，两个顶杆必须同时动作，同时前进。
5)开孔的止水器。在每个工作井留设洞处都要设置橡皮止水器，并在洞处预先埋设灌浆孔，方便灌浆。在管线的中点和钻孔的留空孔处，预先埋入一个带有两个钢板的套环，在套环的内圈上设置两层橡皮止水，在两层橡皮上浇上牛油，将套环固定在留空孔至管节的中间；周边用螺钉将嵌入的钢板固定在预留的孔口上，而内部则是与管节紧密结合的橡胶环。
6)上料器的装配。顶管总成的吊装次序是：前端→后端→刀片→螺旋式运输机，在进行顶管作业之前，先对其轨道进行检测，并将其固定在轨道上，轨道要稳定；无变形，无偏移，顶管对中和斜率准确。
3.4 泥浆置换
在顶管安装完毕后，还需将在顶管时灌入的膨润泥用水泥与粉煤灰混合料代替，以填补与加强管壁与土壤间的间隙，其中水泥：粉煤灰：水比例为1∶3∶5。采用三次以上的喷浆方式，每一次喷浆间隔不超过24小时。将两段管线布置为一套，将两段管线的内孔设置为注浆口，并将其设置为排水口。冲洗泥浆泵，把泥浆水龙头放在泥浆槽中，开始灌注，开启第一套泥浆井的灌浆口；当排浆孔处出现泥浆时，关掉阀，再次开启2号机组，以此类推，直到隧道全部贯通为止。在更换泥浆后，要做好雷达检测工作，雷达检测时发现的空隙要及时用水泥、粉煤灰等进行补漏、封堵。
3.5 线路加固注意事项
施工前对参加施工的人员进行安全教育培训，考试合格后方准上岗作业。施工要点前严禁超范围做施工准备，需要上线的机具材料在给点前均放置在施工地点的路基边坡上。根据经审定的加固方案进行施工，技术负责人对施工人员进行详细的技术交底，并同线路人员一起做好现场施工位置的布置。用于线路加固的构件要在使用前进行检查，有损伤的和不合格的禁止使用，确保线路加固的质量。线路加固所用工具，如撬棍、扳手等应加套绝缘套，以防施工中导致联电而影响线路行车。抬钢轨时，作业人员一定要动作一致，由专人统一指挥，应顺线路一侧行走，不许在道心内或跨两股钢轨行走。跨越线路时应高出既有轨面不小于20cm，避免倾倒跌落钢轨而导致线路联电。线路加固完后，对整个线路进行全面检查一遍，防止联电。线路加固每一次完成的项目都要经施工负责人、技术人员及安全检查人员检查合格后方可进行下一道工序施工。加固施工后，应将线路上的杂物清理。线路加固严禁使用电焊设备。
4 结论
在市政工程中，城市道路的地下综合管线越来越复杂。对于穿越既有铁路线路的管道施工，可以有效避免对桥墩周围土壤的扰动，确保高速铁路的安全运营。与传统的明挖施工方法相比，采用顶管施工地下管道满足了城市发展对市政工程的要求，对地上建筑物和地下管道的破坏最小。由于采用了全机械化施工，顶管可以节省大量的人力和物力，并且可以连续进行顶管作业，提高了工作效率。
