论文部分内容阅读
摘 要：顶管施工作为一种新施工工艺，受地质条件影响较大，针对不同的地质条件可采用不同的顶进方法。粉细砂层是顶管施工中常见的地层，并且易出现坍塌，但可通过采用液态水玻璃注浆加固砂层，保证工程的顺利进行。
关键词：顶管施工 粉细砂层 注浆 加固
中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-003-02
1 引言
顶管施工技术是利用液压作用顶进施工，在不开挖地表的情况下，将管道从工作坑顶进，直接铺设的管道的一种非开挖地下管道施工技术。在进行顶管施工时，地面障碍物可不拆除或少拆除，不影响地面上交通的正常运行，对周围环境影响较小，进而减少了征迁费用，降低了工程成本，对于施工单位来说可取的较好的经济效益和社会效益。
2 前期施工准备
前期施工准备工作是保证顶管施工顺利进行的先决条件，顶管工程在开工前，项目部要组织技术管理人员深入现场，勘查工程现场的实际情况，同时，要结合实际优化人员和设备的配置、材料采购工作。在进行前期施工准备时，应掌握工程所在地的地质环境情况、地下管线等的埋设情况等。
2.1 现场勘查
在进行现场勘查时，根据设计院提供的地质报告和补充地质钻探情况进行底层的分析组成，对不同地层的土质情况应做土工试验，其中以确定软弱地层的顶层界限、厚度、饱和度和抗剪强度为主。地下管线埋设主要包括天然气管道、供水管道、通信光缆、排水管道、军用光缆等，根据设计规范要求一般埋深较浅，因而，对顶管施工时产生一定的影响。在顶进施工时如遇有地下管线时，且管线又不能废除时，要针对地下管线情况可通过设计变更等方式避开排水管。对施工过程中影响较大的管线，在进行顶管施工前，一定要人工进行探测管线的具体位置，以避免施工时对管线造成破坏。
根据现场勘查情况，对于不同的地质条件，顶管施工时有不同的控制措施，例如顶进段为粉细砂时，则在机头出洞前，为了使机头方便出洞，应在保证顶进架水平的前提下，要使顶进架前端要比后尾稍高。为了防止机头下沉，在前三节管顶进时，要把第一节管和机头、前三节的管材可用钢筋焊接起来，主要是为了增大机头的承受荷载的面积；在实际的应用中，可人为控制机头标高，最好使顶管机头出洞的标高比设计标高高出1cm，就是管材发生沉降，也不会给造成影响。
在粉细砂层中施工时，由于受地质情况影响，按正常情况进行纠偏时，往往其纠偏的效果要小于计算结果，所以需要加大纠偏幅度，在粉细砂层中顶进施工时，通常会发生向上偏差，但顶管机头也会上升的情况，为了避免出现不利的情况，不但要加大进水量，而且要进行注浆护孔。
2.2 材料采购
顶管施工前，首先进行顶管材料的采购工作，根据工程的实际地质情况选择符合要求顶管设备型号、顶管尺寸和数量情况，管材进场时要严格按照规范要求对管材各项指标性能等进行验收，如不符合设计规范要求，禁止用于工程中。
根据顶管所穿越的地质情况和顶进时总推力的大小，进行注浆管的布置和数量的确定。如果顶管顶进距离较长时，其总推力也就越大，这时要增加注浆管以满足要求。一般注浆孔按照120€捌纷中尉确植荚诠懿纳稀R话惴巯干盎蛉斯ぬ钔镣ǔM林侍跫睿煽仔圆睿贾檬且黾幼⒔艿氖浚员Vぷ⒔Ч？
3 顶管在粉细砂层施工技术
3.1 顶管在粉细砂层中的技术应用
粉细砂层具有良好透水性、流动性，易发生坍塌现象，顶管施工难度较大，为了避免坍塌造成质量安全事故，可采用焊接钢管将管道连接、加固的方法进行施工。
目前，顶管施工遇到这种情况时，可通过注浆进行加固，注浆用的浆液的具有良好的胶结、填充等作用，可有效提高底层的土质内聚力，使松散的底层得到加固，灌注的浆液根据材料不同组成主要有水泥浆、水玻璃、水泥粘土浆、膨润土水泥浆四种材料。水玻璃一般具有粘度较低、可灌性好、造价低的特点，结石率可达98%以上，其结石具有较高强度，且水玻璃本身无毒，对环境无污染，因此，在粉细砂层的顶管工程施工中得到广泛的应用。
3.2 测量放线
（1）平面控制测量。
施工前根据业主提供的桩位和工程实际情况，建立独立的平面控制网。控制网沿线利用原有的坐标系统，建立附和导线接点网，复合至给定的国家二级导线点，作为首级控制网。根据现场需要另行引导线点，建立附和支导线以满足施工要求。
根据现场踏勘和图纸线形情况，可在线路附近，顶管沉降影响范围以外建立轴线控制点在选择点位时注意相邻点之间是否通视良好。
（2）控制点的保护。
控制点做好后，用混凝土护桩，并用油漆做好醒目的标志。现场定期对平面控制点及高程点进行复测。在进行顶管测量放线时，水准点及规划桩号选择甲方提供的控制点为标准，进行高程引点，并按照设计线位及图纸内容采用全站仪、水准仪、钢尺进行施工放线。经监理验收合格后进行施工。
3.3 粉细砂层施工处理技术
顶管施工开始前，为了防止顶进时发生坍塌事故，可采取在顶进口处设置门洞的方式，根据实际需要对门洞进行支护。对于顶管以上0.5m处，可采用顶进7m长 100无缝钢管进行加固，使门洞口上方形成管棚，以增强底层的承载力，在顶管顶进时提供一个良好的工作环境。
顶管施工时，由于地质属于粉细砂层极有可能发生塌方事故，针对这种情况，可在掘进的同时在管顶120€胺段诎沧啊？0的钢管，钢管内安装导管进行加压注入液态水玻璃，使前方的砂层加固凝结，这样不但有利于顶管的安全顶进，而且可以提高顶管的施工效率，使工程的施工质量得到保障，对保证工程的整体进度具有十分重要的意义。
对顶进时坍塌的路面至管底高程可作为接收坑使用，顶管到接收坑之间通过焊接钢管可使两方管道对接，并采用钢筋混凝土进行防护加固处理。用水泥稳定碎石分层回填接收坑至道路沥青混凝土面层，并控制每层回填的厚度小于20cm，并保证压实度大于0.95，回填后需在上层摊铺沥青混凝土，达到原有的路面标准。
3.4 减阻措施
在顶管顶进过程中，难免会产生土体的阻力作用，为了减少顶进施工时土体对管身造成的摩擦力，可在顶管的表面进行打蜡处理，进而减小土体的阻力，也可在管道顶进过程中通过加入泥浆，增加管道壁与土体之间的润滑，使管道外壁形成5cm厚的环浆。
3.5 加强测控
对于顶管工程来说，通过制定严格的测控制度将有利于工程质量得到保证。水平点及规划桩号按照甲方提供的数据进行引导，并且按照设计线位及图纸内容用全站仪、经纬仪、水平仪和钢尺进行施工放线。经监理验线合格后进行施工。管道中心线引至坑外固定，并准确放出顶管范围线，临时占地线，工作坑、接收坑位置线地面沉降观测线管中位道路上每5m设一点，两侧2m一点，每断面5点。顶进前测量原始高程；顶进中每日测3次；顶完后1天、3天、7天、14天再测，至沉降每间隔不超过5mm为止。水准点设在施工影响范围外30m，坑边设临时点，每三天校核一次。
顶管施工时应做好详细的顶进记录，并确定新的顶进参数。按照规定程序有相应的施工管理人员在记录表上签字。班组间交接工作是保证工程顺利进行的重要保证，因此，应做好交接工作，每班开始工作前时，根据上班组提供的顶进参数进行施工，如发现交接时提供的参数有问题要认真分析问题产生的原因，并采取有针对性的措施，确保顶进顺利进行，并按要求认真做好施工记录。
4 结束语
综上所述，顶管工程根据不同的工程环境条件可采取不同的施工方案，针对粉细砂层的顶管施工可采用注入水玻璃的方法，不但有利于解决其坍塌问题，而且提高了顶进的速度，对以后同类工程的施工提供了十分重要地参考价值。
关键词：顶管施工 粉细砂层 注浆 加固
中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-003-02
1 引言
顶管施工技术是利用液压作用顶进施工，在不开挖地表的情况下，将管道从工作坑顶进，直接铺设的管道的一种非开挖地下管道施工技术。在进行顶管施工时，地面障碍物可不拆除或少拆除，不影响地面上交通的正常运行，对周围环境影响较小，进而减少了征迁费用，降低了工程成本，对于施工单位来说可取的较好的经济效益和社会效益。
2 前期施工准备
前期施工准备工作是保证顶管施工顺利进行的先决条件，顶管工程在开工前，项目部要组织技术管理人员深入现场，勘查工程现场的实际情况，同时，要结合实际优化人员和设备的配置、材料采购工作。在进行前期施工准备时，应掌握工程所在地的地质环境情况、地下管线等的埋设情况等。
2.1 现场勘查
在进行现场勘查时，根据设计院提供的地质报告和补充地质钻探情况进行底层的分析组成，对不同地层的土质情况应做土工试验，其中以确定软弱地层的顶层界限、厚度、饱和度和抗剪强度为主。地下管线埋设主要包括天然气管道、供水管道、通信光缆、排水管道、军用光缆等，根据设计规范要求一般埋深较浅，因而，对顶管施工时产生一定的影响。在顶进施工时如遇有地下管线时，且管线又不能废除时，要针对地下管线情况可通过设计变更等方式避开排水管。对施工过程中影响较大的管线，在进行顶管施工前，一定要人工进行探测管线的具体位置，以避免施工时对管线造成破坏。
根据现场勘查情况，对于不同的地质条件，顶管施工时有不同的控制措施，例如顶进段为粉细砂时，则在机头出洞前，为了使机头方便出洞，应在保证顶进架水平的前提下，要使顶进架前端要比后尾稍高。为了防止机头下沉，在前三节管顶进时，要把第一节管和机头、前三节的管材可用钢筋焊接起来，主要是为了增大机头的承受荷载的面积；在实际的应用中，可人为控制机头标高，最好使顶管机头出洞的标高比设计标高高出1cm，就是管材发生沉降，也不会给造成影响。
在粉细砂层中施工时，由于受地质情况影响，按正常情况进行纠偏时，往往其纠偏的效果要小于计算结果，所以需要加大纠偏幅度，在粉细砂层中顶进施工时，通常会发生向上偏差，但顶管机头也会上升的情况，为了避免出现不利的情况，不但要加大进水量，而且要进行注浆护孔。
2.2 材料采购
顶管施工前，首先进行顶管材料的采购工作，根据工程的实际地质情况选择符合要求顶管设备型号、顶管尺寸和数量情况，管材进场时要严格按照规范要求对管材各项指标性能等进行验收，如不符合设计规范要求，禁止用于工程中。
根据顶管所穿越的地质情况和顶进时总推力的大小，进行注浆管的布置和数量的确定。如果顶管顶进距离较长时，其总推力也就越大，这时要增加注浆管以满足要求。一般注浆孔按照120€捌纷中尉确植荚诠懿纳稀R话惴巯干盎蛉斯ぬ钔镣ǔM林侍跫睿煽仔圆睿贾檬且黾幼⒔艿氖浚员Vぷ⒔Ч？
3 顶管在粉细砂层施工技术
3.1 顶管在粉细砂层中的技术应用
粉细砂层具有良好透水性、流动性，易发生坍塌现象，顶管施工难度较大，为了避免坍塌造成质量安全事故，可采用焊接钢管将管道连接、加固的方法进行施工。
目前，顶管施工遇到这种情况时，可通过注浆进行加固，注浆用的浆液的具有良好的胶结、填充等作用，可有效提高底层的土质内聚力，使松散的底层得到加固，灌注的浆液根据材料不同组成主要有水泥浆、水玻璃、水泥粘土浆、膨润土水泥浆四种材料。水玻璃一般具有粘度较低、可灌性好、造价低的特点，结石率可达98%以上，其结石具有较高强度，且水玻璃本身无毒，对环境无污染，因此，在粉细砂层的顶管工程施工中得到广泛的应用。
3.2 测量放线
（1）平面控制测量。
施工前根据业主提供的桩位和工程实际情况，建立独立的平面控制网。控制网沿线利用原有的坐标系统，建立附和导线接点网，复合至给定的国家二级导线点，作为首级控制网。根据现场需要另行引导线点，建立附和支导线以满足施工要求。
根据现场踏勘和图纸线形情况，可在线路附近，顶管沉降影响范围以外建立轴线控制点在选择点位时注意相邻点之间是否通视良好。
（2）控制点的保护。
控制点做好后，用混凝土护桩，并用油漆做好醒目的标志。现场定期对平面控制点及高程点进行复测。在进行顶管测量放线时，水准点及规划桩号选择甲方提供的控制点为标准，进行高程引点，并按照设计线位及图纸内容采用全站仪、水准仪、钢尺进行施工放线。经监理验收合格后进行施工。
3.3 粉细砂层施工处理技术
顶管施工开始前，为了防止顶进时发生坍塌事故，可采取在顶进口处设置门洞的方式，根据实际需要对门洞进行支护。对于顶管以上0.5m处，可采用顶进7m长 100无缝钢管进行加固，使门洞口上方形成管棚，以增强底层的承载力，在顶管顶进时提供一个良好的工作环境。
顶管施工时，由于地质属于粉细砂层极有可能发生塌方事故，针对这种情况，可在掘进的同时在管顶120€胺段诎沧啊？0的钢管，钢管内安装导管进行加压注入液态水玻璃，使前方的砂层加固凝结，这样不但有利于顶管的安全顶进，而且可以提高顶管的施工效率，使工程的施工质量得到保障，对保证工程的整体进度具有十分重要的意义。
对顶进时坍塌的路面至管底高程可作为接收坑使用，顶管到接收坑之间通过焊接钢管可使两方管道对接，并采用钢筋混凝土进行防护加固处理。用水泥稳定碎石分层回填接收坑至道路沥青混凝土面层，并控制每层回填的厚度小于20cm，并保证压实度大于0.95，回填后需在上层摊铺沥青混凝土，达到原有的路面标准。
3.4 减阻措施
在顶管顶进过程中，难免会产生土体的阻力作用，为了减少顶进施工时土体对管身造成的摩擦力，可在顶管的表面进行打蜡处理，进而减小土体的阻力，也可在管道顶进过程中通过加入泥浆，增加管道壁与土体之间的润滑，使管道外壁形成5cm厚的环浆。
3.5 加强测控
对于顶管工程来说，通过制定严格的测控制度将有利于工程质量得到保证。水平点及规划桩号按照甲方提供的数据进行引导，并且按照设计线位及图纸内容用全站仪、经纬仪、水平仪和钢尺进行施工放线。经监理验线合格后进行施工。管道中心线引至坑外固定，并准确放出顶管范围线，临时占地线，工作坑、接收坑位置线地面沉降观测线管中位道路上每5m设一点，两侧2m一点，每断面5点。顶进前测量原始高程；顶进中每日测3次；顶完后1天、3天、7天、14天再测，至沉降每间隔不超过5mm为止。水准点设在施工影响范围外30m，坑边设临时点，每三天校核一次。
顶管施工时应做好详细的顶进记录，并确定新的顶进参数。按照规定程序有相应的施工管理人员在记录表上签字。班组间交接工作是保证工程顺利进行的重要保证，因此，应做好交接工作，每班开始工作前时，根据上班组提供的顶进参数进行施工，如发现交接时提供的参数有问题要认真分析问题产生的原因，并采取有针对性的措施，确保顶进顺利进行，并按要求认真做好施工记录。
4 结束语
综上所述，顶管工程根据不同的工程环境条件可采取不同的施工方案，针对粉细砂层的顶管施工可采用注入水玻璃的方法，不但有利于解决其坍塌问题，而且提高了顶进的速度，对以后同类工程的施工提供了十分重要地参考价值。