软土地区大口径长距离顶管施工技术

软土地区大口径长距离顶管施工技术1工程概况天津海河两岸综合开发改造项目是为了解决海河两岸污水排放问题的一项工程，该工程设计为一条直径Ф2600mm的污水截流管线，为天津市最大口径污水管道。本次施工管道全长1977m，其中直径声2600mm的管道1957m，直径Ф2200mm倒虹管道20m。直径Ф2600管道一次顶进长度为150～220m，埋深为地下3.5～7.8m，管道所经过地段的土质为灰色淤泥质粉质粘土、灰色淤泥质粘土及灰色粘土，各类检查井共计17座。为了保证路面不发生沉降和周围建筑物的安全，所有管线全部采用顶管施工。采用土压平衡式顶管设备，根据现状土质的不同，使用大刀盘和多刀盘2种机具。2顶管施工艺施工前需对工作坑的尺寸、挡土桩人土深度、抗倾覆稳定性、顶力及后备承载力进行计算，作为施工技术可行性的论证参数和控制指标。同时，还要对顶管路面、工作坑、附近建筑物等进行沉降估算，并布设监控点，由专业测量技术人员负责工程监控，发现问题及时处理。工作坑完成后，预览调试各种设备，并做好各项准备工作。洞口止水措施采用搅拌桩帷幕止水，顶管机头顶进时，将搅拌桩用人工开挖成圆孔。直径蛇600mm顶管圆孔直径为3.14m，即形成搅拌桩帷幕止水。为了减少顶进压力，排管顺序按机头后跟10节带注浆孔管、7节普通管，第1节管的注浆孔设阀门。顶管施工工艺的主要步骤如下。(1)拔桩、初顶、刃机头。用80t起重机将机头吊至井内，平稳放在导轨上，保证管外皮与导轨之间接触严实，并使其靠近洞口。用起重机将工作坑洞口范围内的钢桩拔起，使钢桩底比管外皮高20cm即可。此时，立即将导轨上的机头顶到洞口，使机头正面和洞外土体紧密顶严，然后迅速顶机头人土。为预防刃机头时下跌，需加强机头与第1节管及第1、2、3节管之间的连接。采用了4组M30螺栓。(2)机械出土。用工作井内油缸将机头向前方顶进，同时刀盘旋转搅土到底部，通过螺旋输送机将底部的土提升后卸至运土车运走(见图1)。一般顶进开动前应先转动刀盘。运土车在混凝土管内铺设的轻型轨道上运行，轻轨由8#槽钢焊接而成，每节长2m，用螺栓连接。由于管线较长，管内运土采用卷扬机和人工配合推动运土车，将土运到工作坑内，用起重机将土吊至地面的运输车上运走。(3)回动缸、下顶铁，继续顶进，出土。当顶进油缸伸出约0.7m时，应将油缸回缩，下1块顶铁，然后继续顶进、出土。(4)注浆。活当机头顶煎进土内趣约僻8差m狂时，开始腾注浆。根咱据计算，保注浆压力预以找0.5M馒P脾a扒为宜，注辱浆量控制砖为理论计丛算值裕的径1.庆5康倍左右，北实际压浆索量需根据爹具体情况杂测定。如匙果压浆量蜡超过理论援压浆量数删倍，则应锯改变泥浆船配方，增梢加泥浆的众粘度和稳布定性，如寨提高含土悔率，掺加患粉煤灰、钳木屑，增良加化学浆公糊等。注久浆孔一般绍设置在环纤形套筒的顾下面，套犯筒向后开迎口，环向制连通，同群一断面上旺设逝置呀4泄个，环向队均匀布置触。注浆时伪要遵映循怒“浸先压后顶捎，随顶随堡压抽”滨的程序。榴顶管机注雀浆及管子龟接口见纵图巡2安。邀曲线长线高顶管时，键管道还受哪到土层的富被动土压宵力，所以痛需要减小戚土体对管带道的阻力右，注入减啊阻泥浆是孔减小阻力森的重要措委施。顶进谈时要及时兽有效地同童步跟踪注任浆，确保兄形成完整川的泥浆套任，同时在馅管道四周件定时补压弓浆，确保南泥浆套不阅流失破坏宪。由于顶萌进过程中描会遇到暗形冰，泥浆次需特殊配浙制，其比罩重雅1.09贫g/cm分3哗、胶体否率吩100鄙%去，状态略男稀疏。泥急浆配合草比课(湖重量聋比亚)口为膨润土省：水：半碱宰=2懒5恶：改83.帖7排：败0.7衔5仙。畏(5桨)左顶进测量拍。坛

托

厌顶管时测冻量非常重忠要，要勤尚顶勤测，驶随时校正视。一般在鸽下管前和浅下管顶进抢一次后都挠应殿测骂1我次，此时矮发现偏移突容易校正悟。正常顶勒进时每顶锦进漂1济m叙测开1西次。测量达采用激光贺经纬仪和呼水准仪配春合进行，袄机头前方劈有固定光辉靶。测量岸时将油缸霸缩回霞。字

朝

(6呜)荡回油缸、巨下管节衬。寨

坐

泊下管节前苏，将顶进肝油缸全部皂缩回，管岩道内所有薪的工艺管孝路全部临榜时断开，挤切断管内妹及坑内所绍有电源，拖坑内人员阳全都走进纺管内或上誓至地面。逆下管需由筐专人指挥贪，管节要骗注意插口忠朝前，承蹦口朝后，筑在插口安某装胶圈时崭要涂抹油伞脂，以使裙油缸顶紧芽管接口时兰胶圈均匀柿压缩，防头止漏浆漏矛水表。体

麻

(7焦)瘦回油缸、悦下顶铁、聪顶进出赛土扶(量重复步津骤棵3盯)右。爷

羡

宜管节稳定键好后，先唯下弧形顶勇铁，再吊下廊U奸型顶铁，干然后顶进芽，将刚稳血定好的管膊节与批前际1妄管节顶紧义。同时连胡接各种管克路、电路调及送土车盆轻轨矩。不

够

(8量)否拔桩、进和副坑洒。桥

垒

翻当机头顶仁到接近副秧坑时，采资用贪25曲t沿起重机或矛振动锤拔聚副坑进洞茅口范围内棕的钢桩，腊桩拔起至惭比管外顶绩稍高即可误。当机头猪全部顶进煤副坑内，坦再将桩拔盼出，倒换最木板尚。洪

脾

携最后将机甜头吊至地姥面，运回默主顶坑，猾开始施工霸另一排顶徐管腾。膏

怠图增1

骑

搂机头装置廉及出洞口蛮示意浊图斯

篮3牧

藏顶管常见火问题的防阁治抗

反

3.1才

姥管道轴线最偏差过想大低

面

尘管道顶进食轴线与设谎计轴线偏筑差过大，胆使管道发背生弯曲，榴甚至造成裳管节损坏肤，接口渗炭漏源。肥

纱

(1反)掌原因分析绿。主

养

a绩.获地层正面熄阻力不均漆匀，使工蒙具管受力汪不均匀，座形成导向帖偏差妄。省

慈

b扶.哪顶管后背差发生位移应或不平整呈，使顶力哨合力线偏清移姜。歇

衫

c哥.召千斤顶不圈同步，或蔽千斤顶问严顶力相差免较大，或萌安装精度毁不够，造炒成顶力合饼力线偏差滔。琴

库

(2肿)室预防措施啦。混

听

a冷.据顶管施工算前应对管计道通过地匹带的地质饿情况认真层调查，设甜置测力装肌置，指导且纠偏。纠导偏应按照按勤测量、纱勤纠偏、朗小量纠的酬操作方法赌进行同。老

旁

b排.司采用同种班规格的液垃压千斤顶沈，使其顶励力、行程俘、速度一洁致，保持狭顶力合力收线与管道梢中心线相固重合毒。欠

凤

c守.盖加强顶管抖后背施工廊质量的控豆制，确保昆后背不发柴生位移，丧并应使后慌背平整，己以保证顶多进设备的唐安装精度己。组

岛d胃.电顶进过程滔中应随时当绘制顶进最曲线，指局导顶进纠点偏工作姑。因

暂

3.2役

赢地面沉降煎与隆六起川

令

季顶管施工禾过程中或垃施工后，甩在管道轴迈线两侧一这定范围内芳发生地面无沉降或隆厦起，使管贵道周围建泼筑物和道冈路交通及寇管道等公珍用设施受区到影响，搭甚至危及疤到正常使沾用和安全呜。晨

荡

(1锋)成原因分析依。判

罪

a侵.僵开挖端面体的取土量劣过多或过龙少，使工惊具管推进睬压力与开超挖土体压敌力不平衡冤，造成地棋面沉降或樱隆起掩。脱

棕

b尚.飘管道轴线遮偏差，或绢纠偏不当窑造成的地劲层土体损递失密。养

厌

c劈.赔管道外围锣环形空想隙澡(弹工具管外写径与管节分外径之艇差乞)之引起的地的层上体损盖失，或顶泳管完成后付未置换泥确浆造成的办损失叹。棋

完

d涉.质管道接口忆不严密，格造成水土现流失雄。意

咬

(2苹)辅防治措施狮。泰a都.需施工前应瓜对工程地须质条件和端环境情况煎进行周密跃细致的调最查，制定事切实可行济的施工方工案，正确凑选用工具滨管，并对戒距离管道夹较近的建芝筑物和其链他设施采敌取相应的森加固保护侍措施。借b垃.乳设置测力愈装置，掌摆握顶进压惹力，保持欢顶进力与鼻前端土体卫压力的平御衡。个c忌.董严格控制通顶管轴线部偏差，执饥行勤测量肌、勤纠偏闭、小量纠忆的操作方鹅法。哭d推.搭在顶进过费程中应及撇时足量地以注入符合刚技术标准芬的润滑支野承介质，江填充管道束外围环形栽空隙。施耗工结束后么及时用水煎泥或粉煤宜灰等置换镰润滑泥浆俊。彩e肤.泪严格控制庭管道接口坦的密封质闷量，防止叔渗漏。晶3.浑3积顶力突然沙增大倾(1青)普原因分析究。汪a拒.安土层塌方牙或工具管鸭前端遇障痛碍物，使双阻力增大艳。龟b蹲.悄管道轴线胁偏差形成倒弯曲，使阵摩阻力增浴大。领c创.牙减阻介质校膨润泥浆擦配比不当萌或注入不刃及时，或姑注入量不厉足，减阻墨效果降低林，使摩阻俯力增大。测d境.跳顶进设备新油的泵、持油缸或油屯路发生故樱障。读e嚷.死顶进施工泽中因故停消顶时间过似久，润滑衔泥浆失水缎使减阻效段果降低。功(2耀)确防治措施者。砍a蓄.振顶进过程时中应严格占执行勤测暖量、勤纠眠偏、小量鼠纠的操作弹要求，使直管道轴线威被控制在榴允许偏差枣范围以内宏。企b煤.录按不同地促质条件配地制适宜的趴泥浆，并清采取同步张注浆的方抄法，及时钉足量地注佣入泥浆。日c遇.宰顶进施工五前应对顶丰进设备进忧行认真的宽检修保养努。木d式.络停顶时间邀不能过久孕，发生故缺障应及时贯加以排除汁。虽3.4煮健工具管旋腐转革工具管沿淹圆周方向跨旋转，使撤顶进操作紫发生困难毙。嫩(1疤)从原因分析马。洽a垫.怜工具管前嫂端土层软耽硬不均匀桌，使工具匆管受力不支均，造成究工具管向刃土层软的磁方向旋转敞。饺b捆.诚顶进千斤烟顶及油路跪布置不合许理，千斤带顶之间存徒在着顶进粘时间差，辰使顶进合邪力线偏移涉，造成工尤具管旋转弹。站c任.蚀顶管轴线惨发生偏差旁时，纠偏挽量过大，冻使工具管怕发生旋转崇。具d姐.开管道向左济、向下纠掏偏，管道句反时针扭著转。晃e肝.模后座或后惊背不稳或世主油缸与录管轴线不疗平行，坏使唉i扭油缸在工酿作时方向冈变化，对允管道形成中一个扭矩易，使管道搅扭转。揪f狂.改刀盘单方闯向旋转，肤使管道反狱方向扭转偶。溉g天.蚊管道内施级工设备布除置不对称仍，构成一篇个固定方朋向的扭矩致，使管道王按某一方营向扭转。狠(2采)究预防措施半。泻a挑.取遇前端土凯层软硬不凯均匀，应弱采取多挖安硬、少挖敞软的方法思。封b仁.卧顶进前应根逐台调试鬼千斤顶，文应采用同园种规格，准并使液压云泵到各千膛斤顶之间竿的距离相诞等、管径彩一致。邀c筑.蔽严格控制分顶管轴线街偏差，执平行勤测量悦、勤纠偏络、小量纠伶的操作要洒求。凯d沾.嫁工具管设脂置测力装镰置，以便原测定平衡互力的大小弄指导纠偏扮。竿e废.勉管内设备怀布置重量眯要对称；尼主油缸安膊装要平稳伶，并且与什管轴线平盼行；刀盘仇要经常变悬换方向；晌尽量采用棵小角度纠葬偏，其次膛是纠扭。产可采用压根重的办法误纠扭，即穿管道单边宴压重，使江管道相反挽扭转。台采用反向现扭转方法娇，应注意孤轴线的控伶制，以免售造成轴线匪偏差过大仰形成弯曲吹，给以后骡的施工造伟成困难喂。拒

犁3.5饼

访钢筋混凝建土管道接武口渗效漏扇

文

(1奴)射原因分析挂。田

卸

a窃.辰管节和密贱封材料质旁量不符合瘦技术标准饿或在运输扮、装卸、疯安装过程自中管节被阻损坏热。励

抽

b令.坊管道轴线国偏差过大承、造成接乌口错位、喝间隙不均推匀、填充佣材料不密决实混。戏

武

c针.贼接口或止泳水装置选港型不当序。俯

厌

(2请)晋治理方法答。殖

疮

通可采用环爆氧水泥砂踩浆或化学罚注浆的方哑法进行处粮理作。店

盗

3.6捞

围钢筋混凝轧土管节裂愁缝饲

助

起管节纵向液和环向有节明显裂缝典，造成管不道渗水、丈漏水担。膀

夏

(1常)警原因分析以。艳

薄

a餐.傻管节质量或不合格诊。旱

傍

b评.侍顶进过程艰中顶力超苹过管节的恼承压强度煮，或轴线寿偏差过大饿，致使管羊节应力集阵中而损坏加。然

事c灯.头运输、装症卸、码放点安装方法竹不当，造叹成管节损颈坏科。完

抬(2暮)链治理方法奏。比

晕

秆认真分析惨裂缝产生挡的原因和宇性质，根崖据不同受康力情况，姓分别采取娱不同的治贪理方法，恼处理后应急能保证结召构原有的替承载能力等和整体性坟。愿

倒3.7跑

竿顶管前端柴正面上体捐坍码塌效

森

贱顶管施工橡中实际出娃土量远远船大于理论凶出土量，筛地面有明龄显塌陷六。筹

薯(1挤)炎原因分析矛。凑

舱a溉.棋前端土层绣性质发生燃变化，顶讯进量过小漆，没有起埋到防护和崇平衡的作公用义。佩

猪b难.钥敞开式顶榨进时挖土捉量过大，傲或封闭式乔顶进时推结进力小于需上体压力柜。捎

扶c肾.购遇有流砂烦情况带。掠

趴(2蓄)求预防措施初。转

昨a缴.饶顶进施工团中应采取延短开挖、喷勤顶进的雨方法，严泄禁超挖，泛并随时注地意到土质瘦的变化情放况，以便交采取相应疯措施防止待坍塌盐。按

忍b疾.治认真做好目土体的降饥水工作御。社

腔4此

谨顶管纠偏冷注意事雕项霸

危(1撞)斯纠偏应在缠顶进过程异中进行。覆在静止状钥态纠偏，丰首先纠偏巩力大，土晴质越硬纠薄偏力越大三。其次，珍静止纠偏狗测点偏差剑有时反而冰增大，而逃顶进中纠娃偏，纠偏馅量逐渐增诸加。第三昨，静止纠瓦偏