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1、长距离顶管施工难点及技术安全控制分析张平摘要：在我国进入21 世纪的新时期，我国的综合国力显著加强，社会在不断进 步，随着社会生产建设需求的不断增大，市政建设规模的不断扩大以及生产科技 的不断进步，顶管施工的埋深及长度也在不断增加，施工环境日益复杂，导致顶 管施工所面临的安全风险不断提高。现以滨海新区东海路排水管网改造工程为背 景，对长距离顶管施工中的施工难点及技术安全控制进行了分析，并提出了相应 的管理措施。关键词：顶管施工；安全风险；管理措施引言本工程顶管基坑深度约11m为危险性较大的分部分项工程且顶进距离长，地 质情况、地下管线等不可预见的风险多，如何克服长距离顶管随管道顶进不断增 加的
2、摩擦阻力，有效进行顶进控制，保证顶管顺利进行和顶管机准确出洞并保障 基坑安全为本工程的关键点。一、工程概况工程名称:滨海新区东海路排水管网改造工程主管材d3200钢筒混凝土管材(jeep)；连接管材d3200预应力钢筒混凝土管材。顶管基坑采用26m，dIOOO 钻孔灌注桩和双轴水泥搅拌桩围护结构；基坑尺寸:矩形13.2*9.6*12m；八边形 4.8*12m。二、本工程土方开挖及基坑支护为危险性较大的分部分项工程，应从以下几点做 好控制：( 1 )土方开挖施工方案审核开挖深度5m的基坑、须经专家组论证，施工单位应根据专家论证意见，以及已有的工程地质、水文地质、周围环境资料以及根据支护结构设计、
3、降排水的 要求，确定开挖方案；方案内容应符合有关规程及强制性标准有关条文的要求。( 2)基坑开挖土方开挖应分层、平衡开挖，严格遵守“先撑后挖”的施工原则。待上层钢 筋混凝土支撑强度达到设计要求的 100%强度后再进行下层土体的开挖。基坑开挖时宜采用人工与挖掘机配合、分步进行。开挖深度直至每一步开挖 基底标高以上30cm后，采用人工清理槽底，严禁超挖或扰动基底土层。机械开挖时，抓料斗不宜碰撞、扰动顶管坑四周的钢筋混凝土钻孔灌注桩； 随开挖、随清运至事先指定地点并远离基坑周边区域( 3) 支撑施工钢支撑安装流程：计算长度T支撑拼装T支撑点安装固定件T焊接支点T安装支 撑前检查T吊装T支撑就位T定期
4、检查当挖掘机开挖至设计标高时及时组织测量人员施放钢支撑的点位，焊接支架。型钢腰梁与灌注桩连接时，支架采用在灌注桩植筋的方式施作，在植入灌注桩的 钢筋上焊接一块水平钢板作为托架。型钢腰梁与工字钢围护结构连接时，支架与 H 型钢钢板焊接，直撑托架为在 H 型钢上焊接两块钢楔子，上面焊接一块水平钢 板。斜撑需焊接牛腿。支架一定要准确定位，利用支架控制支撑的水平位置与高 程。(4)确保基坑支护的稳定是施工过程中的重点及难点，还应做到：a 每天检查基坑排水及降水是否达到要求； b 基坑开外前必须保证混凝土冠 梁、腰梁达到规范要求的强度，要求施工单位做好养护工作；e基坑开挖至腰梁 和底板部位设置喷锚混凝土
5、节点，为了保证基坑内土体的稳定性，每天巡视并抽 查其喷锚质量，不符合要求的或有日常损耗的应及时补强；d顶管施工前进、出 洞口必须按照设计及规范要求进行加固和防水，并随时巡视检查其稳定度； e 基 坑开挖过程和顶管顶进过程中，每天收集变形监测单位的监测数据，并及时与施 工单位沟通并向业主汇报，确认基坑变形是否在允许的范围内。三、长距离顶管施工 本工程采用泥水平衡顶管机进行长距离顶管施工。1. 长距离顶管管道与摩阻力随管道的长度成正比，顶进长度增加，必须加大 顶力。当顶进长度达到一定距离时，顶力加大会使管体或后背损坏。长距离泥水 平衡式顶管工艺就是通过润滑剂减阻和中继接力技术，减少顶进过程阻力，中
6、继 接力顶力，从而达到一次完成长距离顶管的技术。2. 中继间设置 根据施工图及实际施工的要求，在顶入20m后加设第一道中继间用以机 头纠偏，当设备顶力达到允许最大顶力或顶管工作坑后背允许最大顶力的 55% （二者取最小值）时，应加设第二个顶管中继间并启用，后续中继间可在设备顶 力达到允许最大顶力或顶管工作坑后背墙允许最大顶力的 65%（二者取最小值） 时设置并启用。 当设备顶力达到管材的承载力时应加设中继间。3. 测量及轴线控制在顶进过程中，经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终 点前，适当增加测量次数。施工时
7、还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量 的精度。4. 纠偏技术工具管出洞后的轴线方向与姿态的正确与否，对以后管节的顶进将起关键的 作用。实现管节按顶进设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制 是关键，要认真对待，及时调节工具管纠偏千斤顶和中继间千斤顶，使其能持续 控制在轴线范围内。顶管施工顶进纠偏操作，坚持“小纠”“勤测”“勤纠”的工艺原 则，要严格按实际情况和操作规程进行，勤出报表、勤纠偏，即严格控制工具管 大幅度纠偏造成顶进困难、管节剪切破裂。5. 顶管顶进与地层形变控制技术 及时调整土压平衡值 根据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况，配合测量报表的分析，及时调整土压平衡值，同
8、时要求坡度保持相对的平稳，控制纠偏量，减少对土体的扰动。 调整注浆压力和注浆量 根据顶进速度，控制出土量和地层变形的信息数据，及时调整注浆压力和注浆量， 从而将轴线和地层变形控制在最佳的状态。6. 顶管出洞阶段技术措施顶管机姿态的复核测量 工具管进入接收井前需进行贯通测量复核，复核时应测量顶管机所处方位， 用以确认顶管状态、评估工具管出洞时姿态，拟定工具管进洞的施工轴线，使工 具管在此阶段的旌工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，使其正确无 误地进入接收井内。当工具管逐渐靠近洞口时，必须控制好顶进时的土压力，在 工具管切口距接收井11.5m时，停止顶管顶进。并尽可能降低切口正面的土压 力
9、。顶管机出洞 在接收井封门被破坏后工具管应迅速、连续顶进管节，尽快缩短机头进洞时 间。顶管机整体出洞后应尽快把机头和工具管节分离，并把管节和接收井的接头 按设计要求进行处理，减少水土流失。四、可能出现的事故分析及处理 地质发生很大的变化，突然间变硬或变软，如果出现异常的偏差或纠偏失效 可以通过刀盘的扭矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆。如果 太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性， 从而可避免机头突然沉陷。在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准 以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必 须严格
10、遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实 汇报情况，以便分析原因，找准对策。结语 顶管施工技术虽具有众多的优越性，但仍存在很多重大的安全风险，在顶管 工程的实施过程中，工作人员必须不断对安全风险进行辨识分析，并加以有效控 制，这样才能在保证安全的前提下，让顶管施工法充分发挥其优势。参考文献1 曹磊，王蔓.供热管网中的大管径长距离顶管施工J.城市建设理论研究(电子 版),2019(11):160.2 袁巍.论市政排水施工中顶管技术的应用构建J.城市建设理论研究(电子 版),2017(7):240.潘建立.顶管施工引起土体变形的计算方法及应用J.吉林大学学报(地球科 学版),2016(5):1458-1465.4 孟宪翚,庞德刚,杨敏,等.复杂地质条件下污水管道顶管施工技术的选择与应 用J.中国给水排水,2016(8):134-138.5 王国青,高鹏杰,姚宁.沉管施工方法在北京城市湖泊水华治理工程中的应用J.北京水务,2013(6):39-42.
