頂管施工過程中應(yīng)注意的問題及相應(yīng)對(duì)策

1、    頂管施工過程中應(yīng)注意的問題及相應(yīng)對(duì)策    季潔 宋劍宇 劉浩摘要：闡述頂管施工中應(yīng)注意的問題，對(duì)頂管施工測(cè)量放線、頂進(jìn)過程中易出現(xiàn)的故障類型及對(duì)策、洞口土體加固和洞口止水設(shè)置等注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：頂管； 測(cè)量放線；故障類型及對(duì)策；洞口土體加固；洞口止水裝置中圖分類號(hào)： tu74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：隨著我國非開挖技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)械頂管施工技術(shù)亦日趨成熟。然而，頂管施工本身就是一項(xiàng)受地下不確定因素和外界困擾較多的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，成功率并非十分圓滿。從以往的頂管施工情況來看，各種如管道軸線和標(biāo)高嚴(yán)重偏位、管道無法正常頂進(jìn)等現(xiàn)象，比比皆

2、是。如何避免出現(xiàn)這些問題，以及出現(xiàn)問題后如何解決才是我們所必須關(guān)注的重要議題。1、 測(cè)量放線頂管管線放線，就是將工作井進(jìn)洞口和接收井進(jìn)洞口的坐標(biāo)正確引入工作井內(nèi)，指導(dǎo)頂管頂進(jìn)的方向和標(biāo)高。頂管放線是保證頂管軸線正確的關(guān)鍵。放線準(zhǔn)確能使頂管機(jī)按設(shè)計(jì)要求順利進(jìn)洞，滿足施工質(zhì)量要求；反之，可能造成頂管軸線偏差，影響下程進(jìn)度和工程質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)造成頂進(jìn)時(shí)設(shè)備損壞。具體測(cè)量方法有如下兩種。1.1直線測(cè)量是頂管常用的放線技術(shù)。根據(jù)頂管工作井出洞口的中線和接收井進(jìn)洞口的中線，用經(jīng)緯儀在工作井后反復(fù)瞄準(zhǔn)這兩根中線直至重合。確定頂管管線，并將其引入工作井內(nèi)。這種放線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是視線直觀，放線過程中的計(jì)算量少，操

3、作方便；缺點(diǎn)是放線過程中受場(chǎng)地限制往往會(huì)由于后視距離過短導(dǎo)致放線偏離中線而產(chǎn)生誤差，在長(zhǎng)距離頂進(jìn)時(shí)更加明顯。但遇有障礙物使視線不能通視時(shí)，放線就很困難。1.2、三角放線適用于在工作井和接收井之問有障礙物不能通視的情況。即在工作井和接收井之間任意位置o點(diǎn)放置經(jīng)偉儀，圖1為三角放線示意圖，圖中點(diǎn)a為接收井進(jìn)洞口中點(diǎn)；點(diǎn)b為工作井進(jìn)洞口中點(diǎn)；點(diǎn)c為ab延長(zhǎng)線上的一點(diǎn)（引樁），通常c點(diǎn)設(shè)在工作井另一側(cè)，距離（bc）為方便放線的假定值。根據(jù)oa、ob和角度aob，求得c點(diǎn)的位置和ab段的距離，在c點(diǎn)將管線放線于工作井內(nèi)。圖1 三角放線示意圖計(jì)算公式：ab（oa2ob22×oa×ob&

4、#215;cosaob）1/2acabbcoabarcsin（ob×sinaob/ab）oc（oa2+ac22×oa×ac×cosoab）1/2aocaresin（ac×sinoab/oc）為確保放線準(zhǔn)確，o點(diǎn)必須放置在2個(gè)位置進(jìn)行校核，同時(shí)每次必須用經(jīng)緯儀左右盤進(jìn)行讀數(shù)，消除誤差。當(dāng)工作井和接收井的管線軸線測(cè)量完畢后，在工作井上用鉛絲將管線軸線拉出，上吊兩個(gè)鉛錘將管線軸線引至坑底，用以確定管線頂進(jìn)軸線。2、頂進(jìn)過程中易出現(xiàn)的故障類型及對(duì)策2.1、頂管掘進(jìn)機(jī)頭不能最終到達(dá)接收井，歸納起來有以下幾種情況：（1）由于設(shè)計(jì)或施工前對(duì)地質(zhì)情況估計(jì)不足，

5、造成頂進(jìn)過程中摩阻力過大；（2）由于施工中注漿減阻不理想，或因某原因中間停頓時(shí)間過長(zhǎng)，造成管壁阻力過大；（3）由于管道自身強(qiáng)度缺陷，頂進(jìn)過程中造成管身碎裂；（4）由于工作井井身或后壁強(qiáng)度不足，造成工作井后座嚴(yán)重開裂或變位；（5）由于掘進(jìn)機(jī)頭自身機(jī)械傳動(dòng)出現(xiàn)問題；（6）由于管位處出現(xiàn)難以逾越的障阻物等。2.2解決對(duì)策（1）開天窗法： 通常是頂管施工技術(shù)人員首先所考慮到的一種簡(jiǎn)單、節(jié)省而又行之有效的補(bǔ)救方法。此法常用于故障機(jī)頭上方地面符合施工條件，且該處地質(zhì)狀況亦利于開挖或進(jìn)行開窗作業(yè)，它可分為大開挖法、鋼板支護(hù)開挖法、沉井開窗法和鋼護(hù)筒開挖法等。（2）逆套管法：在故障機(jī)頭離接收井較近，且地面無法

6、開挖的情況下，采用比機(jī)頭外徑大20cm左右的鋼管（或其它管道），從接收井洞口利用人工反向頂進(jìn)，套住機(jī)頭后，把機(jī)頭從接收井拉出，再接順管道的一種方法。采用此種方法時(shí)，故障機(jī)頭具體位置，軸線走向，標(biāo)高等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)定是處理問題的成功關(guān)鍵。同時(shí)，正確判斷該地層是否適用于人工挖土頂管。（3）順套管法：此法常在掘進(jìn)機(jī)頭在剛開頂不久，離工作井不遠(yuǎn)處出現(xiàn)故障，且地面為道路或不允許開挖沉降的情況下使用。在工作井頂進(jìn)內(nèi)徑大于管道外徑的鋼管，從而確保土體不坍塌，同時(shí)，注意防止洞口止水圈拆卸時(shí)的井壁周圍水土流失。（4）引導(dǎo)洞法：由于掘進(jìn)機(jī)頭發(fā)生故障，但刀盤尚可轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，外部條件限制，很難用其它辦法來解決該問題，

7、在接收井處用同型號(hào)掘進(jìn)機(jī)逆向頂進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接后，此推彼拉，完成頂進(jìn)工作的一種方法。采用此法時(shí)，如何準(zhǔn)確無誤地確定原機(jī)頭走向，標(biāo)高及現(xiàn)機(jī)頭軸線是成功的關(guān)鍵，刀盤對(duì)接后，需同向轉(zhuǎn)動(dòng)，推進(jìn)與回拉均需同步進(jìn)行。3、洞口土體加固對(duì)洞口外土體加固處理的目的，是使土體具有自立性、隔水性和一定的強(qiáng)度，防止機(jī)頭在頂進(jìn)初期由于自重過大而產(chǎn)生“叩頭”現(xiàn)象。由于工作井制作時(shí)，洞口土體受到擾動(dòng)。在機(jī)頭進(jìn)洞穿墻初期，因入土較少，機(jī)頭的自重僅由導(dǎo)軌和入土較淺的土體支承，作用于支撐面上的應(yīng)力很可能超過允許承載力，使機(jī)頭“叩頭”下栽。因此，對(duì)洞口土體加固十分必要。土體加固可以采取降水和冷凍等物理方法進(jìn)行，也可以采取化學(xué)方法進(jìn)行。

8、化學(xué)加固方法是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，方法可靠、效果明屁、容易控制，種類比較多。主要有注漿法（包括分層注漿、壓密注漿、填充注漿）、旋噴法（粉噴或液噴）和深層攪拌法等。為防止機(jī)頭下栽，除了采取土體加固之外還可以采用延伸導(dǎo)軌、保留洞口下部預(yù)留縫隙的磚墻、在洞口下部填硬黏土或用低標(biāo)號(hào)混凝土澆注一塊托板把機(jī)頭托起。4、洞口止水裝置洞口止水裝置通常是頂管施工的薄弱環(huán)節(jié)，它關(guān)系到頂管能否順利地進(jìn)出洞和保證頂進(jìn)過程中洞口密封的可靠性。工作井洞口止水裝置應(yīng)根據(jù)工作井的具體條件進(jìn)行設(shè)計(jì)?？梢圆捎幂^簡(jiǎn)單的橡膠法蘭的結(jié)構(gòu)形式。這種形式可用于兩種不同的情況。第一種情況是沉井工作井。在沉井制作時(shí)，在洞口位置預(yù)埋一環(huán)鋼法蘭，當(dāng)沉井下沉封底后由于洞口標(biāo)高可能與設(shè)計(jì)值有誤差，必須使管道標(biāo)高盡可能符合設(shè)計(jì)標(biāo)高，為此，在預(yù)埋鋼法蘭上再焊一圈鋼法蘭，該法蘭中心可以與原洞口中心錯(cuò)位，而與實(shí)際的管道中心保持同心度要求。這環(huán)后焊的法蘭中心也就是洞口止水裝置的中心。這種橡膠法蘭的止水裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便。另一種情況是鋼板樁工作井。由于進(jìn)洞口是根據(jù)管道設(shè)計(jì)標(biāo)高制作的，因此預(yù)留孔中心就是管道的實(shí)際中心，不需要后焊一環(huán)鋼法蘭，只需把橡膠法蘭直接安裝在墻面的鋼法蘭上