顶管施工受阻原因分析措施

1、顶 管 施 工 受 阻 原 因 分 析 及 措 施 1. 工程概况： 上海某污水处理2400×22mm钢管管线顶管工程，采用土压平衡式机头进行顶进，总长为210m。根据原来掌握的施工现场实际情况及地质资料，该顶管工程主要在灰色砂质粉土中顶进（如地质勘察报告表中阴影所示）。在近长江防洪大堤堤顶约 5m处，累计顶进40m施工时地面沉降严重.2. 原因分析 2.1 因长江大堤下发现大量块石堵塞机头（最大直径为1.0m）导致顶管施工工作受阻。2.2以及本地区地下水丰富。由于排除毛石费时较长，导致粉沙层流沙，顶管沿线地面最大沉降量为1.0m，无法满足业主对地面沉降的安全控制要求。如果按此继续施

2、工将造成长江防洪大堤堤顶出现将出现较大的沉陷和管线前方民居楼房结构破坏。3. 采取措施3.1 方案选择为能安全、顺利完成施工工作，经工程技术人员参考配水顶管的成功经验分析论证并聘请专家进行指导：将原设计顶管轴线标高下降4m，即顶管轴线标高在7.5m，采用土压平衡式机头进行顶进，方可安全、顺利完成管线顶管施工。原因如下：3.1.1顶管最小覆土厚度的要求： 最小覆土深度Z的计算：A= BS BC4 ctg(45。-/2) tg (BS + BC)-2 C(BS + BC)B=(BS + BC) tg2(45。-/2) tgZ=A / B式中 土的天然重度 18N3 土的内摩擦角 24。 土的内聚力

3、 C5Pa BC 管 径 BC 2.4m BS 工具管向前挖的部分 BSBC tg45。+0.4m=2m Z 最小覆土深度 计算得: Z=4.32m设计标高降低可避免顶管穿越前方河道时减低风险并保证航道畅通。3.1.2根据查阅江堤加固工程竣工图和随塘河的施工记录，只有将原设计标高降低4m才可以避免原有的毛石和暗浜，减少顶管过程中不可预见的种种不利因素。3.1.3根据地质勘察报告，粉砂层底标高处于5.4m，由于顶管沿线地质请况的不均匀性，若顶管轴线降低的太少使顶管处于粉砂层和淤泥质层的交接处，将不利于控制顶管的方向。降低顶管轴线的标高，采用土压平衡机头进行顶进，地面的沉降量将严格控制在05mm，

4、避免对顶管沿线建筑物和构筑物的破坏。根据以上方案，管线顶管的重新顶进，需将顶进的40钢管拔出,原顶管沉井工作井、接收井的井壁需接高、底板凿除并下沉至修改后标高再重新顶管。3.2 措施3.2.1 40m钢管的拔管和注浆3.2.1.1 对工作井顶管出洞周围及顶管各连接部位进行验算和加固,满足拔管要求。3.2.1.2 拔管时利用顶管顶进时的四台200t主顶千斤顶作为拔管动力，在顶管前墙出洞周围设置拔管后座，并在钢管端部焊接四个钢制牛腿，钢制牛腿位置与千斤顶位置一致，基本保持四个拔管千斤顶合力中心与顶管中心轴线重合。拔管时千斤顶直接顶在四个钢制牛腿上，利用千斤顶的推力推动钢制牛腿后退从而将原顶入土层中

5、的钢管拔出。拔管过程中千斤顶每顶推一个冲程，缩回千斤顶，割下牛腿，将牛腿前移至近千斤顶处焊接于钢管上，在钢管内部加固,继续拔管。拔出一节管段后，割除管段吊出井外，继续拔下一节管段，如此循环往复，直至将顶管掘进机拔出至工作井内。3.2.1.3拔管过程中，为防止大堤破坏，从地面间隔5 m排一根DN22 竖管至原设计标高，在拔管过程中压浆充填拔管所形成的空洞，混合浆液压入量应保证压入浆液固化后体积等于或略大于所拔出钢管段形成的空洞体积。混合浆液配比为：膨润土：粉煤灰：水=1：2：44. 壁的凿除和接高4.1 顶管工作井和接收井井壁混凝土按设计规范进行凿除满足钢筋的搭接要求。4.2利用沉井的封底和地面

6、作为支撑，搭设内、外脚手架将沉井井壁按原<<施工方案>>接高4m。5. 凿除和沉井下沉5.1利用4台风镐将800mm台风镐将800mm后钢筋混凝土底板凿除，凿除过程中应均匀对称，将钢筋混凝土碎块运出沉井。5.2下沉系数的计算：管线顶管工作井：K=G/(Rt+ Rf)=0.96管线顶管工作井：K=G/(Rt+ Rf)=0.72经过计算，沉井的下沉系数不能满足要求。由于沉井井壁的长期握裹作用，并且由于工作井外壁已注浆加固，沉井下沉需逐级加载配重100150吨。沉井下沉系数的验算如下：管线顶管工作井：K=G/(Rt+ Rf)= （G+130）/(Rt+ R) =1.5管线顶管

7、工作井：K=G/(Rt+ Rf)= （G+100）/(Rt+ Rf)=1.25.2.1为了使沉井能够均匀下沉，在沉井井壁周围填充膨润土，形成沉井助沉的润滑泥浆套。5.2.2沉井下沉至标高后，用水泥浆置换膨润土泥浆套，进行沉井封底。6. 结束通过对管线顶管线路上地面建、构筑物：长江大堤、楼房、随塘河浆砌块石驳岸、盛丰路路面、5号泵站楼房进行沉降观测,观测结果均满足控制要求。 附表：原地质勘察报告地质时代层 序土层名称成 因类 型厚度（m）层底标高（m）地质描述及其工程性质填土0.62.63.7-2.7长江大堤以内以杂填土为主，成份复杂，大堤 外为江边滩涂，以含有机质、芦根等杂物有粉土、粉质粘土，

8、见有氧化铁斑点。Q341黄色粉质粘土滨海河口相0.41.63.31.69含氧化铁斑点、铁锰质，饱和，软塑。中压缩性，仅见于大堤以内，分布厚度较小。21黄色粉质粘土1.00.88含氧化铁斑点、饱和，软塑，仅见于ZK44孔22黄灰灰色粘质粉土0.62.01.90.02含氧化铁斑点、夹粘性土，分布局限，厚度较小，饱和、稍密，中压缩性t灰色粉质粘土1.42.60.01-0.10土质不均匀，夹粘性土，饱和、流塑，高压缩性，仅见于JK30孔及43孔3灰色砂质粉土2.46.6-2.38-5.42，夹粘性土，分布稳 定，饱和、中密，中压缩性Q24灰色淤泥质粉粘土夹粉土滨海浅海相0.83.4-4.50-6.31土质不均匀，夹薄层或不规则状粉土，饱和、流塑，高压缩性灰色淤泥质粘土11.813.4-17.14-18.18夹薄层粉砂、粉土，含有碎蚌壳，饱和、流塑，高压缩性Q141灰色粉质粘土滨海沼泽、溺谷相4.68.8-22.32-26.76含有机质、腐植物，钙结核，土质不甚均匀，夹有粉土，饱和、流塑，中高压缩性2灰色粘质粉土1.44.6-25.183