頂管工程地下障礙物沖擊清除工法(發(fā)浙江市政修改)張

1、頂管工程地下障礙物沖擊去除技術張晨陽 王善波寧波市政工程建立集團股份，寧波 315040摘 要: 地下頂管工程實施中經(jīng)常會遇到各類地下障礙物需要去除。結合工程實際，通過對多種不同清障方法的比擬，提出沖擊樁機去除障礙物工法，對其根本工藝進展闡述。關鍵詞：頂管；障礙物；沖擊1 前言地下頂管工程已經(jīng)廣泛應用于各類地下管道的非開挖埋設，工程實施中經(jīng)常會遇到各類地下障礙物，特別是在河道密布的沿海軟土地區(qū)實施頂管工程，河道邊、拆遷房屋下遇到木樁、塊石、混凝土樁、舊管道等障礙物的情況十分普遍，對于普遍采用的泥水平衡頂管機，無法翻開機頭進展人工清障作業(yè)。除了改變管道線路，繞過障礙物外，對于大多數(shù)沒有詳細資料的

2、地下障礙物，一般都需要對障礙物進展去除。去除障礙物一般采用大開挖，也有采用鋼板套箱的方法進展人工去除，但這類方法本錢大、風險高，對周邊建筑容易產(chǎn)生破壞。2 地下障礙沖擊去除的總體思路2.1 方案比擬對于頂管工程中遇到的一般障礙，可以采用支護開挖、鋼板套箱、全套管鉆機、機頭開口去除等方法，各種方法技術和經(jīng)濟比擬見表1所示。表1 各類清障方法比擬表方法支護開挖1鋼板套箱全套管鉆機頂管機內(nèi)前方開口去除原理通過鋼板樁等支護后，向下開挖暴露障礙物用鋼板套箱作為支護體，邊下沉邊開挖，以暴露障礙物用套管套住障礙物后，用沖擊或沖抓錘去除人工在頂管機前方去除優(yōu)點去除徹底，思路直接。去除徹底，支護可靠。機械操作，

3、平安性好費用省，速度快缺點1、基坑深度大一般6m以上，需要專門設計。2、管位上方不能打樁。3、對周邊易造成周邊地層沉降。1、自重輕，下沉困難，需要施加外力下壓。2、插入管底以下深度有限，坑底涌土難以預防。1、機械投資大，一般地區(qū)租賃困難。2、鉆機自重大，對場地要求較高。1、僅適用于開口型頂管機。2、工人操作環(huán)境惡劣。3、擴大頂管機開口存在平安風險。經(jīng)濟性一般較經(jīng)濟費用較大費用省2.2 沖擊清障的總體思路沖擊清障的總體思路是采用沖擊鉆機在頂管機前方利用沖擊錘定點去除管位上的障礙物。即參照沖擊成孔鉆孔樁工藝原理，利用沖擊重錘的沖擊能量破除地面到管道底的障礙物，在頂管機前方形成管位通道，使頂管機順利

4、通過障礙地區(qū)。利用鉆孔泥漿與地下水壓力保持平衡，以維持孔壁穩(wěn)定；并利用泥漿將破碎的鉆渣浮出，加快沖擊破除速度。沖擊法去除障礙物種類可包括各類混凝土樁基、塊石、管道、鋼樁、木樁等。與支護開挖方法不同，除孔口適當保護外，不需要其它支護措施，對周邊建筑的破壞不明顯。其地質(zhì)適應性強，能適應流砂層等各類復雜地質(zhì)情況。相比全套管液壓鉆機拔樁的方法，對場地和設備要求較低，操作技術容易掌握。3 施工工藝流程及操作要點3.1 工藝流程如下：障礙物地面定位平整場地機械破除表層障礙物埋設護筒或設置導墻沖擊鉆機就位建立泥漿循環(huán)系統(tǒng)沖擊障礙物鉆機移位回填粘土繼續(xù)頂進地面恢復3.2 操作要點3 護筒或?qū)κ┕? 對于預制

5、方樁等平面面積較小的障礙物，定位后，可以采用直徑大于鉆錐直徑20cm的鋼護筒，埋設方法同一般鉆孔樁工藝。2 對于面積較大或帶狀的障礙物，可沿管道走向設置混凝土導墻，中線每側寬度大于管道外壁20cm。導墻長度為障礙區(qū)二端各1m。3 位于混凝土道路時，可以采用混凝土切割機切割路面的方法，形成導墻。3 建立泥漿循環(huán)系統(tǒng)1 開挖泥漿泥，容量一般控制造漿量為2 倍的擬破碎區(qū)域的體積。對于小范圍破除作業(yè)，可用定型鋼板箱作為泥漿循環(huán)用。2 泥漿應選擇良好的造漿粘土或膨潤土，泥漿性能應根據(jù)地層情況調(diào)配。在一般地層控制比重1.21.4,粘度1622s松散易坍地層1928s，含砂率不大于4%，膠體率不小于95%，

6、PH值大于。3 沖擊鉆進工藝1鉆機選擇：一般認為，錐重和直徑越大，破碎障礙物的效率越高，但對于一般頂管工程，障礙物的深度和范圍不大，為方便施工可選擇相對較小的型號，如SPC-300H、GPC-40H等普遍使用的沖擊鉆機。鉆錐選擇常用的十字形沖擊錐，要求設置弧形刃外壁有一定的傾角，以防止卡鉆。對于選用簡易式?jīng)_擊鉆機，鉆架除應有足夠的構造強度外，還應考慮承受反復沖擊荷載的構造剛度，或設置風纜或撐桿等措施加固。2護筒埋設完成或?qū)炷翉姸鹊竭_75%后，移動沖擊鉆機到護筒中心或管道中心。鉆機就位后，應精心調(diào)平，并支撐結實，確保施工中不發(fā)生傾斜、移位。3形成泥漿循環(huán)系統(tǒng)后，即可開錘沖擊。4開孔時應先在

7、孔內(nèi)灌注泥漿，如孔中有水，也可直接投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復沖擊造漿。開孔及整個鉆進過程中，應始終保持孔內(nèi)水位，以保證孔壁穩(wěn)定。在砂層等松散層開孔時，可按1：1投入粘土和小片石粒徑不大于15cm，用小沖程反復沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁，必要時重復回填反復沖擊23次。3 回填粘土1經(jīng)測繩探測確認管位障礙物被去除后，為防止頂管機通過該區(qū)域時向上漂移，應對清障孔進展回填處理。2回填材料應根據(jù)相應地面恢復要求選擇，并滿足頂管工作的需要，切忌回填材料中摻雜石塊、樹根等雜物，對頂管造成二次障礙。對于地面恢復為路面的，一般要求有較多的回填密實度，這種情況下，可選擇含砂量較高的土體，易在水下密實。對于密實

8、要求不高的情況，可選擇粘土作為回填材料。3回填方法應以孔壁穩(wěn)定不坍塌為操作原那么，邊抽泥漿邊回填，既要使泥漿不外溢，又要保持一定的孔內(nèi)壓力，防止坍塌和裂縫。3 繼續(xù)頂進1對于事前發(fā)現(xiàn)，工期許可時宜給予一定的回填穩(wěn)定時間。2對于已經(jīng)始發(fā)的頂管作業(yè)，在障礙去除孔回填完成后應立即恢復頂進作業(yè)。3經(jīng)過停等后，恢復頂進時啟開工作壓力會比正常頂進狀態(tài)增大，此時應注意觀察，一旦啟動，應立即減小頂進壓力，緩慢通過清障孔。4通過清障孔時，應關閉泥漿循環(huán)系統(tǒng)，暫停觸變泥漿的注入。5通過清障孔時，應對頂進軸線進展加密監(jiān)測，做到“勤測勤糾，確保軸線與設計吻合。3 頂管完成后的后續(xù)處理1頂管到達接收井后，應全面檢查管節(jié)

9、之間和管節(jié)與井壁間的連接情況。2對觸變泥漿進展置換處理，采用水泥砂漿、粉煤灰水泥砂漿等易于固結或穩(wěn)定性較好的漿液置換泥漿。撤除注漿管路后，將管路上的注漿孔封閉嚴密。3按功能要求對清障區(qū)劃進展地面恢復。3.2.7 關鍵技術1 防止卡錘和“梅花孔措施在護筒內(nèi)沖擊預制樁等面積較小的障礙物時，由于沖擊錘底部受力不均，容易造成沖擊錘失穩(wěn)，甚至卡鉆的情況，應采用小行程反復沖擊的方式鉆進。無法穩(wěn)定下錘時，可以用向孔內(nèi)拋填粒徑15cm以下片石處理。留神孔口掉入石塊或其它物件，卡住沖擊錘。在掏渣后或因其它原因停鉆后再次開鉆時，應由低沖程逐漸加大到正常沖程，以免卡鉆。一旦發(fā)生卡錘現(xiàn)象，不得盲目猛拉，應采用其它輔助

10、措施調(diào)整沖擊錘姿態(tài)后緩慢提出。鉆進過程經(jīng)常檢查沖錐轉(zhuǎn)向裝置的靈活性，選用適當粘度泥漿，防止“梅花孔的出現(xiàn)。2 帶狀障礙物處理對于帶狀障礙物，可以分層交替進尺的方式。每層控制在30cm左右。3 復雜地層鉆進措施對于流砂、粉質(zhì)土地質(zhì)情況，或是周邊有對沉降比擬敏感的建筑時，宜適當提高泥漿濃度，必要時可以添加黃泥、彭潤土等措施改善泥漿性能。4 工程實例4.1 工程概況鎮(zhèn)海大西門排污干管頂管工程為一條1200的混凝土管，管頂埋深約5m。頂管過程中遇到了古海塘根底障礙物。經(jīng)走訪調(diào)查，了解原海塘地面局部已經(jīng)撤除，但其根底有許多松木樁，深度較深，阻礙頂管工程施工。障礙物情況和清障方法示意見圖1所示。圖1 大西

11、門排污工程沖擊錘定點去除障礙示意圖4.2 處理效果工程實際用3d時間準備，經(jīng)過之后5d沖擊作業(yè)，完成了16m(沿管位方向長)2m(寬)的區(qū)域清障，使頂管機順利通過了障礙區(qū)。分析鉆渣，實際障礙物主要為松木樁和少量條石，與事前判斷吻合。周邊道路沒有觀察到明顯沉降、開裂等情況，處理效果較好。5 結語1深部清障技術不僅僅是單純依靠清障設備的工作，需要工程技術人員具有對巖土工程、施工、建筑機械等多方面具有豐富的經(jīng)歷，根據(jù)工程具體情況，因地制宜，采用適宜的、合理的清障技術，才能順利完成清障工程2。2沖擊清障方法去除頂管障礙物適用于障礙物上方地面有沖擊鉆機操作空間、周邊沒有需要特別保護的建筑物和管道情況下的各類地質(zhì)情況。2對于頂管機與障礙物粘連，不能確保沖擊不會損壞頂管機時應慎重使用本