顶管施工中的难点问题及技术处理措施

顶管施工中的难点问题及技术处理措施尹亚虎【摘要】近年来，顶管法施工作为城市地下工程中最为常用的一种暗挖法的施工形式之一,对城市环境影响较小.在城市各类市政管网建设、地下人行通道等领域得到了广泛的应用.文章以深圳市某地下人行通道顶管施工工程为例，对顶管法施工过程中遇到的难点问题及技术处理措施进行阐述，以期对类似顶管工程施工提供参考.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷)，期】2017(000)031【总页数】2页(P54-55)【关键词】顶管法施工;地下工程;施工技术【作者】尹亚虎【作者单位】中南林业科技大学土木工程与力学学院，湖南长沙410004【正文语种】中文顶管法是一种类似于盾构法的地下工程非开挖管道铺设技术，采用顶管掘进机成孔，将预制成形的管道从顶进工作井顶入，形成连续衬砌结构的管道铺设技术。目前，顶管法施工［1-3］在国内已被广泛应用于地下人行车行通道、地铁出入口通道、地下深层机械式停车库、综合管廊、地下排洪管道、市政给排水、电力电缆、煤气通道和通信管道等地下工程。同时，这种施工方法也适用于富含水的地层中的粉砂土、砂性土、淤泥质黏土、黏土，还可用于一般岩层复合地质条件下的施工。在国家政策的主导下海绵城市建设，综合管廊建设正如火如荼地开展，未来顶管工程的市场一片光明。1.1工程概况深圳地铁某地下人行过街通道顶管工程分为两段(A段东西向、B段南北向)，共用一个顶管始发井，井深约为13.8m，顶管覆土深度7.8m，采用矩形顶管法施工，断面尺寸为7.7mx4.3m,第一段全长133.5m，第二段全长81m。根据施工周边的环境，为了防止施工过程中水、夕卜部土体及触壁泥浆等涌入工作井，顶管通道结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节，管节接口采用“F”型承插式，接缝防水装置采用锯齿形止水圈和双组分聚硫密封膏。由于顶管穿越地层为砾砂、中砂、淤泥积土，地下水丰富，隧道顶管施工采用组合式多刀盘土压平衡式矩形顶管机进行掘进施工来确保地面沉降。1.2顶管法施工原理顶进采用土压平衡顶管机，其基本原理是电机通过安装在隔舱板上的减速器驱动，旋转刀盘，刀盘切削掌子面并将切削下来的泥土在泥土仓内形成塑性体泥团，通过螺旋出土器控制排土量来平衡土压力和地下水压力［4］。同时，通过添加黏土等成分将其比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂质土，也可形成一层结实的不透水泥膜，平衡地下水压力和土压力。1.3顶管施工时遇到的工程难题顶管施工时遇到的工程难题包括长距离顶管施工问题；穿越复杂地层的处理问题；顶管进出洞口时的防止漏水、浆及顶管机磕头；施工通道周围管线敷设较多及穿越与斜交通道；特殊地段地面沉降及隆起的控制；顶管接收井位置靠近排水箱涵等［5］。2.1长距离顶管施工技术顶进管道轴线控制每一管节进行一次轴线测量，经常进行复测。发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶进行纠偏，再锁定纠偏系统。（2） 顶管工作井顶进设计顶力不够时添加中继间。（3） 减少土体与管壁间的摩阻力，在顶管顶进的同时，向管道外壁压注一定量的润滑泥浆，以达到减小总顶力的效果。（4） 使后座推力增大，工作坑尽可能深，后座墙也尽可能深埋。（5） 为避免在软土地基等处出现塌方，需控制地下水。（6） 长距离通风采取鼓风式、抽风式、鼓风抽风结合式。（7） 注浆减阻技术掘进机头配置18个注浆口，管节处配置相应的10个补浆孔进行补浆减阻。顶进时压浆孔要及时有效地跟踪压浆。2.2穿越复杂地层的处理措施顶管段穿越地层为残积土层和全风化、强风化泥质粉砂岩，局部穿越粉砂、砾砂、孤石、中风化、微风化泥质粉砂岩。地质复杂多变、软硬夹杂交替，顶进采用破岩和破碎功能的顶管掘进机进行掘进，遇到须更换滚刀、卡刀盘、堵仓时，辅以气压平衡进行人工更换刀具和清理障碍。（1） 在高黏性的土层采用泥水平衡顶进时，需将部分循环泥水引入泥土仓内，减少黏土黏附在刀盘刀架上，避免产生刀盘形成泥饼。（2） 在纯砂层顶进，排渣土时砂土易沉积堵管。泥水循环的泥水可通过格栅孔进入泥土仓，不能很好地起到护壁的作用，所以在纯砂层顶管时宜提高进浆泥水的比重。（3） 在硬质泥岩地层和强风化岩层顶进时，刀盘也需配置高强的先行贝壳合金刀和多重合金刮刀对弱岩层切削，同时泥水循环的泥水可通过格栅孔进入泥土仓和刀盘前，减少合金刀干磨。（4） 遇到大卵石时，停止施工，在确保安全的前提下人工开仓清理。2.3顶管进出洞口时防止漏水、浆及顶管机磕头（1）在顶管进出洞口采用袖阀管注浆加固技术。（2）在始发井预留洞口安装穿墙止水环。2.4施工通道周围管线敷设较多及穿越斜交通道措施（1） 严格控制沉降参数。（2） 为减小顶管对周围土体的扰动，需对周围土体进行加固及隔离。采取树根桩（离顶管较近）和注浆加固周围土体（离顶管较远）。2.5特殊地段地面沉降及隆起的控制措施（1） 施工前必须充分调查特殊地段的详细情况，根据实际地质情况合理选择顶管机机型，布置好监控测点，结合洞口具体情况计算和选定有关技术参数，采取合适的加固和环境保护措施。（2） 施工中根据监控点监测所反馈的数据，不断调整相关技术参数，使得沉降值控制在有关部门允许的范围之内，加强测量，避免较大的纠偏动作。（3） 顶管结束后，要及时进行泥浆套的置换工序，及时封堵洞口。根据特殊地段情况及允许沉降要求，采取注浆加固的方式控制好后期沉降。2.6顶管接收井位置靠近排水箱的措施接收井处采用暗挖技术。2.7综合治理措施（1） 遇障碍物时的处理措施：在地面钻孔灌浆充填；用砂砾土填实；若遇块石等，要在开机仓前方立人孔密封门，视其情况用人工清障。（2） 遇流砂时的处理措施：立即停顶，采用固结注浆加固土质稳定性。灌注材料可依据土层的渗透系数来选用，如水泥浆液、水泥化学浆液、化学浆液等。（3） 穿建筑物时的处理措施：施工前，布置好沉降观测点。顶管机进入建筑物底部后，选择适宜的顶进速度，通过管道上的压浆孔向建筑物下压注触变泥浆。（4） 顶进管道轴线控制：每一管节进行一次轴线测量，经常进行复测。发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶进行纠偏，再锁定纠偏系统。触变泥浆减阻技术：该技术是减小顶进阻力的主要措施，尤其是长距离顶进。在顶进施工过程中要常结合顶进的实际情况调整泥浆配合比，找出适于顶进施工的最佳泥浆配合比。此工程采用大断面矩形顶管法施工，超长距离顶进而未启用中继间。在砾砂、中砂层等复杂地层中通过土体改良达到出土顺畅的效果，洞内接收、解体后并分段吊出，为不具备接收井的顶管工程施工积累了经验，避免了大量土方的开挖和回填、管线拆迁难、费用高问题，不影响现有道路的结构和通行、施工噪音小，地面沉降及地下管线的变形均在可控范围内，解决了侧向开洞驳接难点等一系列技术问题。综上，在城市地下工程顶管法施工过程中，受施工环境的约束，在施工过程中很容易出现各种施工问题，所以在施工过程中要结合施工现场的实际情况，按照施工的标准以及工艺流程进行施工，要对施工顶管的顶进角度进行严格控制，并且在顶管顶进过程中要时刻注意各项施工指标是否在合理范围内，以保证顶管顶进的施工质【相关文献】［1］王红云.论顶管工程的施工技术［J］.山西建筑，2017(17):87-88.［2］张宇浩.顶管施工技术在截污管线工程中的应用［J］.中国高新技术企业