探讨顶管施工中存在的问题与防治措施

　　摘要：顶管施工是近百年发展起来的一种地下管道施工方法，主要用于穿越铁路、河道、房屋建筑、公路等构筑物。随着科技的不断进步，城市的飞速发展，顶管施工应用范围不断扩大，技术水平也不断提高，由原来的人工顶管发展到现在土压平衡顶管、泥水平衡顶管、气压平衡顶管和破岩顶管。然而，在实际施工过程中，事实上顶管施工还存在许多问题。本文首先介绍了顶管施工工艺，接着提出了顶管施工中存在的一些问题和防治措施。
　　
　　关键词：顶管施工，防治措施
　　
　　
　　顶管工艺越来越多的运用于现在的城市建设中，顶管工艺作为高效、便捷的管道施工设施，已经大量的使用，如广州市西江引水工程、深圳湾体育馆配套电缆隧道工程、西气东输二线工程等省级、国家级重点大型工程。
　　1顶管工程的技术特点
　　非开挖技术为创建都市的安宁环境造就了勃勃生机，而顶管技术是非开挖技术的重要组成部分。这种技术具有许多特点：1)顶管施工是非开挖技术的一种，其在国外早在1896年美国开始使用，目前已广泛使用，在国内也已逐渐普及。由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法，堪称为环境保护施工时的环境保护。2)顶管施工不开挖地面，故在穿越河道、铁路公路尤其不可比拟的优越性3)采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度，有很大的经济效益。4)随着顶管施工范围的扩大，顶管机械的性能越来越适合各种土质。顶管特别适用于1500mm-3500mm管径管道的非开挖铺设，与其他开挖设备相比，其具有独特的优点。
　　2顶管施工常见问题及其防治
　　2．1管道轴线偏差过大
　　2．1．1原因分析
　　1)地层正面地层不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，造成管道轴线偏差。2)顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力线偏移，造成管道轴线偏差。3)千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，使顶力合力线及管道轴线发生偏差。4)纠偏时没按照要求施工，纠偏力度过大，或者判断失误。5）经纬仪被碰过，没有及时调整轴线导向，导向错误。
　　2．1．2预防措施
　　1)顶管施工前应对管道通过地带的地质情况认真调查。设置测力装置，指导纠偏。。2)采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。3)加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。4)纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。
　　2．1．3治理方法
　　1)重新调整千斤顶行程、顶力、顶速，或重新调整千斤顶的安装精度。2)对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并确保后背平整。3)纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势，采取适当的纠偏量，循序渐进，切不可操之过急，适得其反。4）测量员每天定时定人检查经纬仪的轴线导向，每天对一次轴线前后的两点，整平调整仪器，纠正轴线导向。
　　2．2地面沉降与隆起现象
　　2．2．1原因分析
　　1)覆土太浅，造成地面隆起。2)管道轴线偏差，或纠偏不当造成的地层土体损失。3)管道外围环形空隙引起的地层土体损失，或顶管完成后未置换泥浆造成的土体损失。4)管道接口不严密，造成的水土流失。
　　2．2．2防治措施
　　1)施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，对距离管道近的建筑物和其他设施采取相应的加固保护措施。2)设置测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力的平衡。3)严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法。4)在顶进过程中应及时足量地注入符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。5)严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。
　　2．3顶力突然增大
　　2．3．1原因分析
　　1)土层塌方，或掘进机前端遇障碍物，使摩阻力增大。2)管道轴线偏差形成弯曲，使摩阻力增大。3)减阻介质，膨润泥浆配比不当或注入不及时，或注入量不足，减阻效果降低，使摩阻力增大。4)顶进设备油泵、油缸、油路发生故障。5)顶进施工中，因故停顶时间过久，润滑泥浆失水后，使减阻效果降低。
　　2．3．2防治措施
　　1)顶进过程中应严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求，使管道轴线被控制在允许偏差范围以内。2)按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。3)顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。4)停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。
　　2．3．3治理方法
　　发生顶力过大的情况时，应立即停止顶进，查找原因，判明情况后采取相应措施进行处理。
　　2．4钢筋混凝土管道接口渗漏现象
　　2．4．1原因分析
　　1)管节和密封材料质量不符合技术标准或在运输、装卸、安装过程中管节被损坏。2)管道轴线偏差过大，造成接口错位，间隙不均匀填充材料不密实。3)接口或止水装置选型不当。
　　2．4．2预防措施
　　1)严格执行管节和接口密封材料的验收制度。2)严格控制管道轴线，按技术标准和操作规程进行施工。3)在管节的运输、装卸、码放、安装过程中，应做到吊(支)点正确，轻装轻卸，保护措施得当。4)认真进行接口和止水装置的选型。
　　2．4．3治理方法
　　可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。
　　2．5顶管前端正面土体坍塌现象
　　2．5．1原因分析
　　1)前端土层性质发生变化，顶进量过小，没有起到防护和平衡的作用。2)遇有流砂情况。
　　2．5．2预防措施
　　1)顶进施工中应采取短开挖、勤顶进的方法，严禁超挖，并随
　　时注意到土质的变化情况，以便采取相应措施防止明塌。2)认真做好土体的降水工作。
　　3结语
　　随着我国经济建设迅速发展，城市规模日益扩大，城市建设也迅速的发展。由于发展的速度越来越快，城市化不断扩大，对于后来的开发建设者来说，开发的条件越来越受限制。而原有的一些市政设施没有几年就陈旧、能效降低了，特别是市政管网的破坏率尤其突出，要对其不断的改造扩建。传统的开挖铺设施工工艺严重影响城市环境和交通，运用好顶管施工工艺的自身特点，将有大范围的提升空间。当然顶管也有其局限，如后靠背的顶力有限，加设中继间使施工成本和风险增大，对于长距离顶管使有限；适用土质有局限性，在西气东输江西段施工中，对于微风化岩石顶管还没有很成功的例子。以后长距离、大直径顶管、矩形顶管机和岩石顶管将是顶管需要攻克的方向，这也将大大的提升顶管的适用范围。

《探讨顶管施工中存在的问题与防治措施》

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