地下处理技术中的——顶管回退技术、顶进对接清除技术以及钻爆清除技术。
顶管回退技术
技术原理
顶管回退技术
顶管回退技术的流程与正向套管类似，主要区别有两点：
①顶管回退无需顶入外套管；
②顶管回退的同时，需要不断通过顶管机头向开挖面注入浓泥等材料，填充已开挖空间，保持上部土体稳定。
常用回退方法主要是通过顶进油缸反向拉拔管节，而管节本身需与顶管机头焊接或螺纹方式连接成为整体，逐渐拉出顶管。另外，李均山设计出一种可回退式顶管机，在遇到施工障碍可回退动力总成，实现顶管机核心部件的回退。
工程案例
顶管回退技术
金山一水厂二期供水管道DN1200钢顶管工程，顶管埋深2.4m，顶进约10m后遇原水管混凝土支墩，为此采用顶管回退技术然后更改顶进线路。施工中先挖除顶管机头上方部分土方，然后回退顶管，并同时用土填实机头前空缺空间。
技术评价
顶管回退技术
顶管回退技术能处理可清除类及不可清除类障碍物，但施工操作复杂，且对地表沉降影响较大，故如今已很少使用。对于上述可回退顶管机，局限性较大，其只适用于开挖面稳定性较好、含水量较代的地层。此外，考虑到技术难度以及成本问题，采用顶管回退技术必须满足顶进里程较小、顶管后续管节较少的前提条件。
该技术主要适用以下两种遇障情况：
①刀盘因受障碍物（如钢筋）影响而损坏或者卡死；
②障碍物（如重要建筑的基础、仍在投入使用的管线等）本身不允许被直接破除。
对于地质条件复杂的地层，需要做好地层加固措施，否则易造成地表坍塌等事故。
顶管对接清除技术
技术原理
顶管对接清除技术
顶进对接清除技术就是根据顶管对接技术原理，从接收井顶入一个特制顶管，割除原顶管机内动力元件与仓板，破除障碍物后并清运后与第二次顶进的焊接处理，将顶管头作为特殊管，从而达到全线贯通的目的。
顶管对接技术示意
顶管地下对接主要包括：
①正向的直线对接，一般多为同直径的管道连接；
②带有角度的侧向对接，一般为较小口径管道对接较大口径管道。
该技术在国内外顶管中已有应用先例。在施工过程中需采取一定的辅助性关键技术措施：
- 掘进机对接段的加固措施以防止水土流失和控制地面的沉降；
- 两个掘进机之间的准确定位和连接措施；
- 顶管设备的拆除和连接；
- 对接段内衬结构的施工等技术措施。
技术评价
顶管对接清除技术
顶进对接清除技术施工精度要求极高、难度大、成本高。相比套管法，顶进对接技术处理障碍物更为灵活，不拘泥障碍物所处位置；相比开舱清除技术，该方法更为安全可靠。
顶管对接清除技术主要处理直径不超过顶管直径的可清除类障碍物。该技术对接精度要求控制相当严格，一方面需要加强监测频率，及时指导顶管轴线及姿态调整，保证精准对接；另一方面，还需通过冰冻技术加固地层或在顶管外进行压力注浆，使管周形成不治水土体，以解决对接止水问题。
此外，采用对接清除技术后，两个顶管机头最终会作为特殊管焊接后埋存于地层中，故在满足破除障碍物的前提下，尽量降低从接收井顶入机头的价格。
钻爆清除技术
技术原理
钻爆清除技术
钻爆清除技术始于美国，核心思想是爆破成孔、顶管施工。采用该方法时，先进行测量定位，然后钻孔、装药、爆破，排出烟及碎磕，铺设导向管基，最后进行顶管注浆工作。爆破、顶进反复进行，直至清除障碍物。
工程案例
钻爆清除技术
长沙市新奥燃气有限公司次高压燃气管线DN2000顶管工程需穿越弱分化板岩，线路长220m，全程采用控制爆破技术破除岩层，顶管随后顶进，最终顺利贯通。
技术评价
钻爆清除技术
钻爆清除技术目前已比较成熟。根据钻爆清除技术资料，该方法主要应用于手掘式顶管机。其处理岩石地层或大块孤石障碍物时效果比较明显。主要缺点是工序复杂、进度较慢、工作条件差、工人劳动强度较大，超欠挖较为严重。对于钻爆区上方有淤泥等不稳定地层时，需对其进行加固，使岩层爆破上部形成一个密封式的隔水、自立挡土层，以保证施工安全性及可靠性。另外，还需要对爆破所成洞与顶管间隙进行压密注浆处理，以防止地层坍塌、地面沉降。
技术对比
8种障碍物清除技术对比
建议及展望
本文介绍了常用8种障碍物清除技术的原理、施工流程、技术特点及适用条件，并对其进行了对比分析。实际施工遇障后，要首先确定障碍物大小、相对顶管位置、材质和所处地质条件，同时结合场地要求、对环境影响、工期及成本要求等综合判断，选取合适的清障方法。
目前障碍物清除技术主要还是局限于顶管机具本身：
①由于顶管结构所限，上方所能附加的破土装置有限，而且在刀盘受损时，更换刀盘不易，部分顶管机则无法更换刀盘，导致顶管刀盘遇坚硬障碍物磨损严重后，无法继续顶进，只能采取开挖、回退等措施进行弥补，严重降低清障效率；
②工艺上仍存在一定挑战，主要表现为刀盘切削能力不足，使得顶管破障能力有限，尤其是顶遇坚硬障碍物、岩石地层、复杂地层等。
可以预见，未来随着本身结构及工艺技术的改进与提高，顶管机清除障碍物能力也将不断加强。
顶管施工障碍物处理技术.jpg