顶管过程中遇到孤石的处理方法

顶管过程中遇到孤石的处理方法摘要：在顶管过程中遇到孤石采用大管径管道人工开挖反向顶进，顺向套管的方法，解决了顶管过程中遇到孤石的困难，也顺利取出了机头，避免了不必要的损失，最终顺利完成顶管施工。实践证明，大管径管道人工开挖反向顶进，顺向套管的施工方法解决了管道直径小于2.8m顶管施工中遇到孤石的困难，也证明此方法科学合理性，能够满足设计施工的要求，在以后类似的工程施工中可以作为借鉴。关键词：顶管；孤石；反向套管顶进；方法一、 工程概况嘉顺道过中央大道顶管工程位于天津市滨海旅游区北部嘉顺道与中央大道交口南侧，主要包括新建雨水管道及嘉顺道过中央大道顶管工程（中央大道红线80米）。嘉顺道过中央大道顶管工程含雨水管道（管径①2200mm，埋深8.25m，管内底标高为-4.010m）和污水管道（管径①1000mm，内套DN600玻璃钢夹砂管，埋深6.61m，混凝土管管内底标高为-2.534m）各109m，设工作坑和接收坑各一座（雨污水管道共用），均采用三轴水泥搅拌桩内插HM500*300*11*18型钢的SMW工法桩维护结构。工作坑净尺寸为10m*9m，接收坑净尺寸为10m*6m。检查井均采用混凝土模块砌筑。二、 前期施工情况雨水管道顶管（管径①2200mm）先期施工，顶进施工完成后，砌筑检查井至污水管道内底标高以上20cm停止施工，回填6%石灰土进行分层夯实，回填至-2.984m停止施工，浇筑底板（厚20cm），浇筑顶管后背墙，污水管道（管径①1000mm）顶进施工，当顶进施工到32节管，顶进长度为63m时，遇到障碍，无法正常顶进作业。根据现场情况及地质情况分析，现场情况：施工顶进电流增大，千斤顶液压系统压力升高，而管道停止前进不动，通过机头内部视频系统观看机头顺工作方向轻微摆动，泥浆排出口浆液呈现清水，只有少量泥浆排出；地质情况：标高-1.6m~~-8.34m为第⑥2层灰色粉土层，项目部找到中央大道管理部门借阅了道路施工图及地勘报告，本段道路路床底标高为+1.2m，距离①1000mm管道顶的距离为2.634m，应该不存在超挖回填现象；经过综合分析，初步判断为顶管遇到障碍是孤石。如果顶管机械继续顶进，将会导致顶管机械电机烧坏，甚至报废。三、 施工方案的选择项目部积极组织相关部门及专家进行方案的比选。第一种方案：采用断交的方式，中断中央大道交通或部分交通，通过明开挖或钻探的方式解决顶管前的障碍，此方案被中央大道产权单位否决，原因是中央大道属沿海重要道路，车流量大，不能断交施工。第二种方案：将已经顶进完成的63m管道及顶管机头废弃，从新规划管道路由，从新顶进穿越。此方案被设计及建设规划部否决，原因是与其他管线及设施有冲突，规划调整难度大。第三种方案：将接收坑改做工作坑，反方向顶进，管道直径为①1650mm，施工方法由泥水平衡改为人工开挖顶进，套管顶进重叠50cm，重叠部分采用水泥砂浆砌筑岩砖封堵。此方案得到了大家一致认可。第四种方案：采用人工挖孔桩的方式进行清理顶管障碍物。此方案被业主及中央大道产权单位否决，原因是中央大道属沿海重要道路，车流量大，不能断交施工，增加成本高。最后会议通过采用第三种方案，本方案既不影响现有道路交通流量，也不改变原设计规划路由，增加投资也比较少。项目部将方案整理后报公司、建设单位及监理单位同意审批后开始实施。四、主要施工技术（一） 人工开挖顶管施工程序及方法：人工开挖顶管施工程序为：顶管管道轴线测量定位T接收井（①1650mm管道工作井）施工9设备安装和调试9①1650mm管道安装9顶进前安全测试9人员进洞挖掘9顶进9人工开挖至①1000mm顶管机头时停止施工9人员机具撤出9①1000mm工作井启动液压设备无工作顶进①1000mm管道9①1000mm管道与①1650mm管道重叠50cm后停止顶进9从①1650mm管道中将①1000mm顶管机头取出9将①1000mm管道与①1650mm管道重叠部分用水泥砂浆砌筑岩砖封堵9安装①600mm玻璃夹砂管并吹砂回填9砌筑检查井。（二） 人工开挖顶管施工技术要求1、 顶管施工管道轴线测量定位，根据设计施工图要求的管道线路设置，用全站仪进行测量定位，测量控制点应根据建设单位提供的平面坐标点引入施工区域，确定管道施工坐标进行本桩定位。经过现场监理工程师进行复测确认后方可进行顶管的施工。2、 将接收坑后侧采用水泥搅拌桩进行加固2米，后背墙采用浇筑25cm厚C30混凝土。3、 人工开挖顶管施工设备安装和调试，主要是顶管主顶的油压泵、管路、仪表和油压千斤顶安装。顶管工作井起吊运输机械设备安装和调试。顶管施工中的起吊设备宜采用轮胎式吊车。顶进前的安全测试工作，应请监理工程师在场旁站，对进行检测的各顶技术参数要进行记录和归档上报。有害气体的检测要用毒气检测仪器实地检测，当气体含量符合安全指标时，方可进行人工挖掘作业。有害气体含量超标时不能进行管内作业，要进行处理，排除和稀释气体有害含量，用通风机抽吸管外气体排入管内，达到混和调换的效果。4、 作业人员在确认安全的条件下进入工具管中进行挖掘取土作业，挖掘顺序应从管顶方向逐次向管底方向，不允许先下后上开挖。挖掘管口断面土层达到斗车容量时要及时运出，严禁超挖和长距离挖掘同步作业法，有宜于保证施工人员的作业安全。进洞挖掘作业人员要有和管外人员及时沟通的语音信号或连络方式，保证施工置地有声，安全操作。挖出的土方用专用手推车运出，工具管迎面的超挖量如土质良好，可超出管端40〜50cm；管顶以上的超挖量不得超过1.5cm。管下部135°范围内不得超挖。5、 顶进开始时，应缓慢进行，待各部位密合后，再按正常顶进速度进行；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。顶管要连续进行，不能停滞不前，随挖随运随顶。尽量减少停歇时间，以免造成管上方土质塌方及水位上涨造成顶力增大。当顶管单元段计算顶力较大时，可采取管外壁润滑等措施以减小阻力。6、 顶进过程中，开始每顶30〜50cm；测量高程和轴线不少于1次；管道顶入土层后正常顶进时，每顶进l00cm，不少于1次；开始顶进5〜l0cm的范围内，允许偏差应为轴线位置3mm，高程0〜+3mm，测量记录应完整、清晰，当超过允许偏差时，必须及时纠正；如偏差在1〜2cm左右，可采用超挖纠偏法，即在管子偏向的反侧适当超挖，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到实际位置。如偏差较大，宜采用顶木纠偏法，即用方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤中，顶木牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。7、 顶管的接口：接管前，在两管的接口处均匀加衬3cm粗的防水油麻，油麻置于管外缝外侧面1〜2cm处，油麻顶紧后能起到均布顶力和保护管节，防止地下水渗入管内的作用，顶完后，拆除临时连接的内胀圈，用石棉水泥做内勾缝。8、 检查井砌筑：顶管单元段质量验收合格后，及时进行检查井的砌筑。五、结论经过13天的人工开挖顶管作业，很快就挖到了①1000mm顶管机头，并取出了三块孤石，最大的石块直径为50*65cm。通过在顶管过程中遇到孤石采用大管径管道人工开挖反向顶进，顺向套管的方法，解决了顶管过程中遇到孤石的困难，也顺利取出了机头，避免了不必要的损失，最终顺利完成顶管施工。实践证明，大管径管道人工开挖反向顶进，顺向套管的施工方法解决了管道直径小于2.8m顶管施工中遇到孤石的困难，也证明此方法科学合理性，能够满