摘要：隨著城市的不斷發展，各大城市不可避免的出現了地面可利用空間逐漸縮小的現象，地下空間的開發和利用不斷地被提上議程，因此地下空間施工方法引起了人們的關注。縱觀現有的地下管道、隧道施工技術，盾構和頂管法施工是比較常見的兩種。盾構技術適用于大型地下工程的施工項目，成本高工期較長，相比之下頂管技術適用于中小型地下管隧道施工，成本低工期較短，但是使用效率比較低。這兩種技術上的主要矛盾體體現在工期與成本、效率與質量上，因此本文重點要討論解決或者減緩這種矛盾的可能性以及對這兩種施工工藝的一些改進設想。
　　關鍵詞：盾構技術；頂管技術；成本效率；技術改進
　　正文:
　　一、盾構與頂管法的特點及局限性
　　 盾構法施工運用在大型地下工程時，其斷面一般有圓形、矩形、半圓形、馬蹄形等多種形式，最常用襯砌的斷面形式是圓形。采用圓形斷面形式一方面可以使各方壓力盡可能達到平衡，另一方面可以便于管片的拼接，適當加快施工進度。但是由于管片自身尺寸以及拼接過程中的各種施工工藝的限制，使得盾構的掘進不能持續進行，這樣施工的速度就會變得緩慢，加上施工過程中可能遇到的種種不可測意外，加大了延誤工期的可能性，不可避免的會造成成本的增加以及質量的敷衍。
　　 頂管法施工通過工作坑內的壓力以及鉆頭的持續掘進使得各管組成的管道整體向前蠕動。在此過程中，由于前進的長度逐漸增加，連接的管道也越來越多，這些管道又總是在不斷前進，這樣一來土壁給管道的摩阻力就不斷增加。理想狀態下，使得管道前進它本身的長度只需消耗土層對自身的摩阻力所作的功w1=nFl(F為單管受到的摩阻力，l為單管的長度，n為管數)。但是實際操作中，對于頂管的整個系統所輸入的實際功是土層摩阻力所作的重復功的疊加w2=〖n×（n-1）×(n-2)…×1〗×Fl。比較w1、w2，短程內比較接近，但是長程w2明顯遠超w1。由此可見，頂管法較于盾構施工更加流暢，但是頂管法的能量損耗以及由此造成的投入產出比顯著要高于盾構法。
　　
　　二、盾構法的改進設想
　　 為了克服第一部分提到的一些盾構技術的局限性，增加盾構使用的連續性加快施工進度，結合頂管施工的一些優點提出以下設想：
　　  1、用管道代替管片前進過程中不斷放下管道。盾構機不停地前進，另一方面，放下的管道作為完整襯砌無需進行零碎的拼、焊接，同時也不必要在做防水方面花更多的時間。整個掘進的過程是盾構機的前進與管道的焊接同步進行，但兩者又屬于兩種不同工藝，這樣一來就可以大大提高盾構機的使用效率。
　　  這個設想的主要障礙是在于如何運輸管道，后進的同直徑的圓管怎么才能穿過前面的圓管,這是個棘手而且必須解決的問題。我的觀點是做雙層襯砌，第一層較薄，用相互嵌套的方式輪流向前運輸（薄層外徑依次減小），前一個薄層基本施工完畢再從內部做第二層襯砌，這種形式圓管工藝直觀的感覺就像單筒式望遠鏡。
　　  2、將頂管施工的工藝融入盾構，用盾構機牽引相連管道前進。選用管道時因選外徑稍小于盾構機開挖直徑的管道，將管道外壁做成凹凸或者螺旋狀，減少摩阻力的同時又不至于造成過大的沉降。
　　
　　三、頂管法的改進設想
　　 頂管法的種種優越性讓它成為地下管道、隧道施工的重要手段，但是它依然存在第一部分中提到的一些局限性。理想狀態下頂管施工是將每段管道直接運送到它所要被推到的地方，這種狀態就是完全排除管道在前進過程中做的無用功，但是在現實操作中實現這種狀態的可能性幾乎不存在。在此本文對頂管法提出兩點設想：
　　 1、管徑依次遞減。作為先推進的管道我們可以在滿足土壓力的情況下滿足內徑不變的條件適當加大它的直徑，后面推進的管道依次減小外徑，這種減少量可以非常微小，只需與前進坑道有一定間隙即可，這樣就可以有效減少滑動摩擦力，從而顯著減少前進過程摩阻力做的功。
　　 2、采用外壁螺旋紋管道，管道在旋轉中前進。將管道外壁設置成螺旋紋理，并將推力系統加設旋轉裝置，在旋轉狀態下前進，摩阻力顯然會大大降低，與此同時，紋理一致的螺紋在前方管道行進過程中會留下螺紋坑輒，這樣的話就相當于有軌運載，后方摩阻力基本可以忽略不計。它的原形可以用自攻式螺絲來喻比，螺絲后部的軸向壓力加上外部的扭矩，使得工作部可以更輕易的前進。同樣的工作原理用在頂管施工中，頂管施工的效率就可以得到顯著地提高，由于成本的降低質量也可以得到充分的保障。
　　
　　四、結論
　　 地下管道、隧道施工成本與工期不能兼得，質量與效率不成正比的矛盾的關鍵問題就是施工技術和輔助工藝的特點決定的，只有通過科學手段將掘進技術優化才能從根本上解決這個問題。文中提到的這幾種改進設想是在結合盾構和頂管技術的各自工作原理，對它們的設計施工的優點進行分析融合提出的。相信掘進技術通過各種科技手段優化，待技術更加成熟、效率進一步提到、成本顯著降低后，城市規劃對地下空間的利用將迎來迅速發展時期。
　　
　　五、參考文獻
　　1、軟土盾構法隧道管片接頭位置的優化研究，黃鐘暉、廖不明，《地下空間》，2000年第四期。
　　2、淺談盾構法施工地鐵區間隧道的施工工藝，富康峰、張信其，《甘肅科技》，2009年第十期。
　　3、軟土地層矩形頂管推進施工措施分析，鮑永亮、鄭七振、唐建忠，《鐵道建筑》，2009年第8期。
　　4、泥水式平衡頂管施工技術探討，趙久敏、王嵐、黃偉，《山西建筑》，2007年第9期。