頂管施工中的難點問題及技術(shù)處理措施

頂管施工中的難點問題及技術(shù)處理措施尹亞虎【摘要】近年來，頂管法施工作為城市地下工程中最為常用的一種暗挖法的施工形式之一,對城市環(huán)境影響較小.在城市各類市政管網(wǎng)建設(shè)、地下人行通道等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.文章以深圳市某地下人行通道頂管施工工程為例，對頂管法施工過程中遇到的難點問題及技術(shù)處理措施進行闡述，以期對類似頂管工程施工提供參考.【期刊名稱】《江蘇科技信息》【年(卷)，期】2017(000)031【總頁數(shù)】2頁(P54-55)【關(guān)鍵詞】頂管法施工;地下工程;施工技術(shù)【作者】尹亞虎【作者單位】中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖南長沙410004【正文語種】中文頂管法是一種類似于盾構(gòu)法的地下工程非開挖管道鋪設(shè)技術(shù)，采用頂管掘進機成孔，將預(yù)制成形的管道從頂進工作井頂入，形成連續(xù)襯砌結(jié)構(gòu)的管道鋪設(shè)技術(shù)。目前，頂管法施工［1-3］在國內(nèi)已被廣泛應(yīng)用于地下人行車行通道、地鐵出入口通道、地下深層機械式停車庫、綜合管廊、地下排洪管道、市政給排水、電力電纜、煤氣通道和通信管道等地下工程。同時，這種施工方法也適用于富含水的地層中的粉砂土、砂性土、淤泥質(zhì)黏土、黏土，還可用于一般巖層復(fù)合地質(zhì)條件下的施工。在國家政策的主導(dǎo)下海綿城市建設(shè)，綜合管廊建設(shè)正如火如荼地開展，未來頂管工程的市場一片光明。1.1工程概況深圳地鐵某地下人行過街通道頂管工程分為兩段(A段東西向、B段南北向)，共用一個頂管始發(fā)井，井深約為13.8m，頂管覆土深度7.8m，采用矩形頂管法施工，斷面尺寸為7.7mx4.3m,第一段全長133.5m，第二段全長81m。根據(jù)施工周邊的環(huán)境，為了防止施工過程中水、夕卜部土體及觸壁泥漿等涌入工作井，頂管通道結(jié)構(gòu)全部采用預(yù)制矩形鋼筋混凝土管節(jié)，管節(jié)接口采用“F”型承插式，接縫防水裝置采用鋸齒形止水圈和雙組分聚硫密封膏。由于頂管穿越地層為礫砂、中砂、淤泥積土，地下水豐富，隧道頂管施工采用組合式多刀盤土壓平衡式矩形頂管機進行掘進施工來確保地面沉降。1.2頂管法施工原理頂進采用土壓平衡頂管機，其基本原理是電機通過安裝在隔艙板上的減速器驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)刀盤，刀盤切削掌子面并將切削下來的泥土在泥土倉內(nèi)形成塑性體泥團，通過螺旋出土器控制排土量來平衡土壓力和地下水壓力［4］。同時，通過添加黏土等成分將其比重調(diào)整到一定范圍內(nèi)，即使挖掘面是砂質(zhì)土，也可形成一層結(jié)實的不透水泥膜，平衡地下水壓力和土壓力。1.3頂管施工時遇到的工程難題頂管施工時遇到的工程難題包括長距離頂管施工問題；穿越復(fù)雜地層的處理問題；頂管進出洞口時的防止漏水、漿及頂管機磕頭；施工通道周圍管線敷設(shè)較多及穿越與斜交通道；特殊地段地面沉降及隆起的控制；頂管接收井位置靠近排水箱涵等［5］。2.1長距離頂管施工技術(shù)頂進管道軸線控制每一管節(jié)進行一次軸線測量，經(jīng)常進行復(fù)測。發(fā)生偏差后，先計算出糾偏的量，然后調(diào)節(jié)糾偏千斤頂進行糾偏，再鎖定糾偏系統(tǒng)。（2） 頂管工作井頂進設(shè)計頂力不夠時添加中繼間。（3） 減少土體與管壁間的摩阻力，在頂管頂進的同時，向管道外壁壓注一定量的潤滑泥漿，以達到減小總頂力的效果。（4） 使后座推力增大，工作坑盡可能深，后座墻也盡可能深埋。（5） 為避免在軟土地基等處出現(xiàn)塌方，需控制地下水。（6） 長距離通風(fēng)采取鼓風(fēng)式、抽風(fēng)式、鼓風(fēng)抽風(fēng)結(jié)合式。（7） 注漿減阻技術(shù)掘進機頭配置18個注漿口，管節(jié)處配置相應(yīng)的10個補漿孔進行補漿減阻。頂進時壓漿孔要及時有效地跟蹤壓漿。2.2穿越復(fù)雜地層的處理措施頂管段穿越地層為殘積土層和全風(fēng)化、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，局部穿越粉砂、礫砂、孤石、中風(fēng)化、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。地質(zhì)復(fù)雜多變、軟硬夾雜交替，頂進采用破巖和破碎功能的頂管掘進機進行掘進，遇到須更換滾刀、卡刀盤、堵倉時，輔以氣壓平衡進行人工更換刀具和清理障礙。（1） 在高黏性的土層采用泥水平衡頂進時，需將部分循環(huán)泥水引入泥土倉內(nèi)，減少黏土黏附在刀盤刀架上，避免產(chǎn)生刀盤形成泥餅。（2） 在純砂層頂進，排渣土?xí)r砂土易沉積堵管。泥水循環(huán)的泥水可通過格柵孔進入泥土倉，不能很好地起到護壁的作用，所以在純砂層頂管時宜提高進漿泥水的比重。（3） 在硬質(zhì)泥巖地層和強風(fēng)化巖層頂進時，刀盤也需配置高強的先行貝殼合金刀和多重合金刮刀對弱巖層切削，同時泥水循環(huán)的泥水可通過格柵孔進入泥土倉和刀盤前，減少合金刀干磨。（4） 遇到大卵石時，停止施工，在確保安全的前提下人工開倉清理。2.3頂管進出洞口時防止漏水、漿及頂管機磕頭（1）在頂管進出洞口采用袖閥管注漿加固技術(shù)。（2）在始發(fā)井預(yù)留洞口安裝穿墻止水環(huán)。2.4施工通道周圍管線敷設(shè)較多及穿越斜交通道措施（1） 嚴格控制沉降參數(shù)。（2） 為減小頂管對周圍土體的擾動，需對周圍土體進行加固及隔離。采取樹根樁（離頂管較近）和注漿加固周圍土體（離頂管較遠）。2.5特殊地段地面沉降及隆起的控制措施（1） 施工前必須充分調(diào)查特殊地段的詳細情況，根據(jù)實際地質(zhì)情況合理選擇頂管機機型，布置好監(jiān)控測點，結(jié)合洞口具體情況計算和選定有關(guān)技術(shù)參數(shù)，采取合適的加固和環(huán)境保護措施。（2） 施工中根據(jù)監(jiān)控點監(jiān)測所反饋的數(shù)據(jù)，不斷調(diào)整相關(guān)技術(shù)參數(shù)，使得沉降值控制在有關(guān)部門允許的范圍之內(nèi)，加強測量，避免較大的糾偏動作。（3） 頂管結(jié)束后，要及時進行泥漿套的置換工序，及時封堵洞口。根據(jù)特殊地段情況及允許沉降要求，采取注漿加固的方式控制好后期沉降。2.6頂管接收井位置靠近排水箱的措施接收井處采用暗挖技術(shù)。2.7綜合治理措施（1） 遇障礙物時的處理措施：在地面鉆孔灌漿充填；用砂礫土填實；若遇塊石等，要在開機倉前方立人孔密封門，視其情況用人工清障。（2） 遇流砂時的處理措施：立即停頂，采用固結(jié)注漿加固土質(zhì)穩(wěn)定性。灌注材料可依據(jù)土層的滲透系數(shù)來選用，如水泥漿液、水泥化學(xué)漿液、化學(xué)漿液等。（3） 穿建筑物時的處理措施：施工前，布置好沉降觀測點。頂管機進入建筑物底部后，選擇適宜的頂進速度，通過管道上的壓漿孔向建筑物下壓注觸變泥漿。（4） 頂進管道軸線控制：每一管節(jié)進行一次軸線測量，經(jīng)常進行復(fù)測。發(fā)生偏差后，先計算出糾偏的量，然后調(diào)節(jié)糾偏千斤頂進行糾偏，再鎖定糾偏系統(tǒng)。觸變泥漿減阻技術(shù)：該技術(shù)是減小頂進阻力的主要措施，尤其是長距離頂進。在頂進施工過程中要常結(jié)合頂進的實際情況調(diào)整泥漿配合比，找出適于頂進施工的最佳泥漿配合比。此工程采用大斷面矩形頂管法施工，超長距離頂進而未啟用中繼間。在礫砂、中砂層等復(fù)雜地層中通過土體改良達到出土順暢的效果，洞內(nèi)接收、解體后并分段吊出，為不具備接收井的頂管工程施工積累了經(jīng)驗，避免了大量土方的開挖和回填、管線拆遷難、費用高問題，不影響現(xiàn)有道路的結(jié)構(gòu)和通行、施工噪音小，地面沉降及地下管線的變形均在可控范圍內(nèi)，解決了側(cè)向開洞駁接難點等一系列技術(shù)問題。綜上，在城市地下工程頂管法施工過程中，受施工環(huán)境的約束，在施工過程中很容易出現(xiàn)各種施工問題，所以在施工過程中要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，按照施工的標(biāo)準(zhǔn)以及工藝流程進行施工，要對施工頂管的頂進角度進行嚴格控制，并且在頂管頂進過程中要時刻注意各項施工指標(biāo)是否在合理范圍內(nèi)，以保證頂管頂進的施工質(zhì)【相關(guān)文獻】［1］王紅云.論頂管工程的施工技術(shù)［J］.山西建筑，2017(17):87-88.［2］張宇浩.頂管施工技術(shù)在截污管線工程中的應(yīng)用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)