頂管施工及施工中常見問題處理措施.doc

淺談頂管施工及施工中常見問題處理措施【摘 要】隨著改革的不斷發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，居民生活也明顯加快，以前的管網(wǎng)已遠(yuǎn)不夠需求。在繁華的城市地下施工中，管道縱橫交錯(cuò)，技術(shù)復(fù)雜，施工條件苛刻。如采用普通的施工方法，很難完成預(yù)期的目標(biāo)，還可能會給周圍建筑、道路帶來危害。經(jīng)過對各種施工方法的綜合比較，認(rèn)為頂管施工既能保證施工質(zhì)量和工期，又能降低工程成本?！娟P(guān)鍵詞】頂管施工；處理措施頂管施工是一種不用開挖，無混亂場面的地下鋪設(shè)管道施工，是一種在地下的工作系統(tǒng)依靠搖控的施工技術(shù)，采用自平衡方式的系統(tǒng)來防止地下隆起、沉陷，水平和垂直方向偏離誤差可精確到lmm。與傳統(tǒng)的開槽埋管施工技術(shù)相比較，它有如下優(yōu)點(diǎn)：1、開挖部分只有工作坑和接收坑，土方開挖量少、安全、對交通影響小，在管道頂進(jìn)過程中，只挖去管道斷面的土，施工挖土量少；2、施工作業(yè)人員少；3、建設(shè)公害小，文明施工程度高；4、工期比開槽施工埋設(shè)管道短；5、在覆土深度大的情況下比開槽埋管經(jīng)濟(jì)。1 頂管工程的技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)就泥水平衡法（頂管施工工藝的一種）淺析一下頂管施工。所謂泥水平衡就是以含有一定量粘土的且具有一定相對密度的泥漿水充滿掘進(jìn)機(jī)的泥水艙，并對它施加一定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力的一種頂管施工理論。按照該理論，泥漿水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的慘透，然后再加上一定的壓力就可平衡地下水壓力，同時(shí)，也可以平衡土壓力。其施工原理是：通過導(dǎo)向頭的刀削轉(zhuǎn)動(dòng)功能將泥土、砂、石破碎，由一條鋼管注入水量，拌成漿液，由另一條鋼管吸出漿液，將漿液置于離心器內(nèi)離心脫水，再將干土卸到斗車內(nèi)運(yùn)去棄土的地方，分離出的水又回到儲水箱內(nèi)重復(fù)循環(huán)使用。從理論上講，掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過程中，其頂進(jìn)面的壓力p如果小于掘進(jìn)機(jī)所處土層的主動(dòng)土壓力時(shí)，地面就會產(chǎn)生沉降。反之，如果在掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)過程中，其頂進(jìn)面的壓力大于掘進(jìn)機(jī)所處土層的被動(dòng)土壓力時(shí)，地面就會產(chǎn)生隆起。故在實(shí)際的施工過程中要保證地面無沉降和隆起，關(guān)鍵是要保證頂進(jìn)面土壓力與掘進(jìn)機(jī)頭保持動(dòng)平衡。這有兩方面的基本內(nèi)容：第一，頂管掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種平衡狀態(tài)；第二，它的排土量與掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)所占去的土的體積也處于一種平衡狀態(tài)。只有同時(shí)滿足以上兩個(gè)條件，才能算是真正的土壓平衡。所以在頂進(jìn)過程中泥水壓力一定要合理，要控制好泥水平衡壓力并且停頓時(shí)間不能過長。壓力過小，大量的泥砂涌入，會造成路面破壞；壓力過大，使開挖面受擠引起地面隆起或開裂，嚴(yán)重的可能產(chǎn)生冒頂現(xiàn)象。另外，在每一節(jié)管的頂進(jìn)過程中，頂進(jìn)速度值應(yīng)盡量保持恒定，減少波動(dòng)，保證機(jī)頭切口水壓的穩(wěn)定和送、排管的暢通；同時(shí)頂進(jìn)速度的快慢必須滿足每節(jié)潤滑泥漿注漿量的要求，保證潤滑泥漿系統(tǒng)始終處于良好工作狀態(tài)。發(fā)生突頂時(shí)：應(yīng)該逐漸降低工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略小于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水槍和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。發(fā)生塌方時(shí)：應(yīng)該逐漸升高工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略大于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水槍和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。2 頂管施工常見問題及處理措施頂管施工是一門涉及知識面廣、施工管理要求高、施工作業(yè)要求嚴(yán)的綜合性施工技術(shù)。目前，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的加速和下水道普及率的提高以及舊城區(qū)的改造，公共事業(yè)的發(fā)展，頂管施工也越來越普及，應(yīng)用的領(lǐng)域越來越寬，發(fā)展成為一門應(yīng)用很廣的非開挖施工技術(shù)。但是隨著頂管施工的推廣和應(yīng)用，面對某些不同開挖施工的具體情況和條件，產(chǎn)生了新的問題，現(xiàn)就頂管施工過程中針對常見的情況，可采取如下處理措施：2.1 遇地下障礙物：2.1.1 孤石：如所選用的土壓平衡機(jī)頭直徑較小，前端沒有檢查孔，在頂進(jìn)過程中，碰到軟土中的孤石，當(dāng)多次調(diào)整機(jī)頭自身操作也無法再繼續(xù)頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)停止頂進(jìn)，用開挖的方法來排除孤石，待排除孤石后，繼續(xù)頂進(jìn)。2.1.2 混凝土、磚墻：一般來說，對于小體積的c30以下的混凝土、磚墻均可以切削。具體操作時(shí)降低頂進(jìn)速度，減少每次切削，通過儀表隨時(shí)注意觀察刀盤電機(jī)的電流大小，另外切削扭矩也會使機(jī)頭產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，應(yīng)不斷改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向，使機(jī)頭不至扭轉(zhuǎn)過大。2.1.3 如遇機(jī)型利用自身操作也無法穿越障礙物時(shí)，應(yīng)停止頂進(jìn)用鋼套筒或開挖的方法來排除，待障礙物排除后，再重新頂進(jìn)。如果頂管作業(yè)穿越道路底下而遇到上述情況且無法采取開挖的方式排除障礙物時(shí)，則采取反向（由接收井向工作井方向）人工頂管的方法來解決，但需做好足夠的安全措施。2.2 出現(xiàn)頂力劇增現(xiàn)象，其原因有如下幾點(diǎn)：2.2.1 泥漿選材質(zhì)量不好，材料配方不合理，現(xiàn)場攪拌不充分，水化時(shí)間短。2.2.2 注漿孔布置不合理，注漿泵壓力不合理，注漿量沒有控制好。2.2.3 管路布置不適應(yīng)超長距頂管要求，管路接頭滲漏。針對此現(xiàn)象可采取如下措施：（1）選材應(yīng)進(jìn)行測試和論證，配方應(yīng)進(jìn)行篩分和優(yōu)化，泥漿攪拌和水化時(shí)間大于6h。（2）采用液壓注漿泵，并確保能正常使用，確保耐壓大于2bpa以上，注漿量和注漿壓力按設(shè)計(jì)要求控制。（3）科學(xué)合理地按設(shè)計(jì)的管路進(jìn)行布置，如是超長距離頂管，則按要求設(shè)中間注漿泵站23座，且所有壓漿接頭用生料帶包扎，確保無滲漏現(xiàn)象。2.3 糾偏：在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效，必須在允許偏差標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)就停下來（工具管開始頂進(jìn)510m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置3mm，高程03mm），當(dāng)超過允許偏差時(shí)，應(yīng)采取措施糾正，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進(jìn)，切不可盲目行動(dòng)。糾偏必須遵循以下規(guī)律：2.3.1 糾偏應(yīng)在頂進(jìn)過程中進(jìn)行，靜態(tài)的糾偏會對管線產(chǎn)生不利的影響；2.3.2 鋼筋混凝土糾偏比較靈敏，糾偏角度不宜過大，避免造成較大的彎曲；2.3.3 第一段管節(jié)質(zhì)量要好，因?yàn)榈谝欢喂芄?jié)在糾偏過程中承受多次反復(fù)應(yīng)力，易損壞管節(jié)；2.3.4 第一段管節(jié)不宜過長，管段越短越有利，管段過長會影響糾偏的靈敏度，一般不宜超過2.0米；2.3.5 糾偏過程中，在坐標(biāo)紙上繪制工具管的測點(diǎn)軌跡，推算出其行進(jìn)軌跡，根據(jù)行進(jìn)軌跡及時(shí)調(diào)整糾偏角度，避免糾偏過大產(chǎn)生過度彎曲；2.3.6 及時(shí)了解工具管穿越的土層，特別是不均勻土層的土質(zhì)情況。2.4 導(dǎo)軌偏移：基坑導(dǎo)軌在頂管施工過程中產(chǎn)生左右或高低偏移。防治措施：2.4.1 對導(dǎo)軌進(jìn)行加固或更換；2.4.2 把偏移的導(dǎo)軌校正過來，并用牢固的支撐把它固定；2.4.3 墊木應(yīng)用硬木或用型鋼、鋼板，必要時(shí)可焊牢；2.4.4 對工作底板進(jìn)行加固。2.5 洞口止水圈撕裂或外翻：頂管過程中有時(shí)會發(fā)生如下現(xiàn)象表明洞口止水圈撕裂或外翻：2.5.1 洞口止水圈在頂進(jìn)過程中被撕裂；2.5.2 洞口止水圈外翻，泥水從中往外滲漏，同時(shí)洞口地面產(chǎn)生較大的塌陷。防治措施：2.5.3 洞口止水圈應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的尺寸和材料進(jìn)行加工；2.5.4 洞口止水圈應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙的尺寸要求正確安裝；2.5.5 土壓力太高或橡膠止水圈太薄引起的外翻，應(yīng)增加洞口止水圈的層數(shù)或增加橡膠止水圈的厚度。2.6 地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟。這可以通過刀盤的轉(zhuǎn)矩來判斷，如果突然變硬了，則向土倉內(nèi)加入水或泥漿，掘進(jìn)機(jī)上設(shè)有加泥孔，其目的就是用來加泥的。如果太軟，可把第一至第三節(jié)管子及工具頭都聯(lián)成了一個(gè)整體，以增加它們的剛性，從而可避免機(jī)頭突然沉陷。2.7 當(dāng)頂管施工需要穿過道路時(shí)，應(yīng)采取一定地面監(jiān)測措施，以觀測頂進(jìn)過程中地表變形和土體位移情況，以便采取預(yù)防措施，避免影響道路正常運(yùn)行的事