長距離頂管施工難點(diǎn)及技術(shù)安全控制分析

長距離頂管施工難點(diǎn)及技術(shù)安全控制分析摘要：在我國進(jìn)入21世紀(jì)的新時(shí)期，我國的綜合國力顯著加強(qiáng)，社會(huì)在不斷進(jìn)步，隨著社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)需求的不斷增大，市政建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及生產(chǎn)科技的不斷進(jìn)步，頂管施工的埋深及長度也在不斷增加，施工環(huán)境日益復(fù)雜，導(dǎo)致頂管施工所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)不斷提高?，F(xiàn)以濱海新區(qū)東海路排水管網(wǎng)改造工程為背景，對長距離頂管施工中的施工難點(diǎn)及技術(shù)安全控制進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的管理措施。

關(guān)鍵詞：頂管施工；安全風(fēng)險(xiǎn)；管理措施

引言

本工程頂管基坑深度約11m為危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程且頂進(jìn)距離長，地質(zhì)情況、地下管線等不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)多，如何克服長距離頂管隨管道頂進(jìn)不斷增加的摩擦阻力，有效進(jìn)行頂進(jìn)控制，保證頂管順利進(jìn)行和頂管機(jī)準(zhǔn)確出洞并保障基坑安全為本工程的關(guān)鍵點(diǎn)。

一、工程概況

工程名稱:濱海新區(qū)東海路排水管網(wǎng)改造工程主管材d3200鋼筒混凝土管材（jccp）；連接管材d3200預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管材。頂管基坑采用26m，d1000鉆孔灌注樁和雙軸水泥攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)；基坑尺寸:矩形13.2*9.6*12m；八邊形4.8*12m。

二、本工程土方開挖及基坑支護(hù)為危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，應(yīng)從以下幾點(diǎn)做好控制：

（1）土方開挖施工方案審核

開挖深度≥5m的基坑、須經(jīng)專家組論證，施工單位應(yīng)根據(jù)專家論證意見，以及已有的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周圍環(huán)境資料以及根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降排水的要求，確定開挖方案；方案內(nèi)容應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)條文的要求。

（2）基坑開挖

土方開挖應(yīng)分層、平衡開挖，嚴(yán)格遵守“先撐后挖”的施工原則。待上層鋼筋混凝土支撐強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%強(qiáng)度后再進(jìn)行下層土體的開挖。

基坑開挖時(shí)宜采用人工與挖掘機(jī)配合、分步進(jìn)行。開挖深度直至每一步開挖基底標(biāo)高以上30cm后，采用人工清理槽底，嚴(yán)禁超挖或擾動(dòng)基底土層。

機(jī)械開挖時(shí)，抓料斗不宜碰撞、擾動(dòng)頂管坑四周的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁；隨開挖、隨清運(yùn)至事先指定地點(diǎn)并遠(yuǎn)離基坑周邊區(qū)域

（3）支撐施工

鋼支撐安裝流程：計(jì)算長度→支撐拼裝→支撐點(diǎn)安裝固定件→焊接支點(diǎn)→安裝支撐前檢查→吊裝→支撐就位→定期檢查

當(dāng)挖掘機(jī)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)及時(shí)組織測量人員施放鋼支撐的點(diǎn)位，焊接支架。型鋼腰梁與灌注樁連接時(shí)，支架采用在灌注樁植筋的方式施作，在植入灌注樁的鋼筋上焊接一塊水平鋼板作為托架。型鋼腰梁與工字鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接時(shí)，支架與H型鋼鋼板焊接，直撐托架為在H型鋼上焊接兩塊鋼楔子，上面焊接一塊水平鋼板。斜撐需焊接牛腿。支架一定要準(zhǔn)確定位，利用支架控制支撐的水平位置與高程。

（4）確?；又ёo(hù)的穩(wěn)定是施工過程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，還應(yīng)做到：

a每天檢查基坑排水及降水是否達(dá)到要求；b基坑開外前必須保證混凝土冠梁、腰梁達(dá)到規(guī)范要求的強(qiáng)度，要求施工單位做好養(yǎng)護(hù)工作；c基坑開挖至腰梁和底板部位設(shè)置噴錨混凝土節(jié)點(diǎn)，為了保證基坑內(nèi)土體的穩(wěn)定性，每天巡視并抽查其噴錨質(zhì)量，不符合要求的或有日常損耗的應(yīng)及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)；d頂管施工前進(jìn)、出洞口必須按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行加固和防水，并隨時(shí)巡視檢查其穩(wěn)定度；e基坑開挖過程和頂管頂進(jìn)過程中，每天收集變形監(jiān)測單位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并及時(shí)與施工單位溝通并向業(yè)主匯報(bào)，確認(rèn)基坑變形是否在允許的范圍內(nèi)。

三、長距離頂管施工

本工程采用泥水平衡頂管機(jī)進(jìn)行長距離頂管施工。

1.長距離頂管管道與摩阻力隨管道的長度成正比，頂進(jìn)長度增加，必須加大頂力。當(dāng)頂進(jìn)長度達(dá)到一定距離時(shí)，頂力加大會(huì)使管體或后背損壞。長距離泥水平衡式頂管工藝就是通過潤滑劑減阻和中繼接力技術(shù)，減少頂進(jìn)過程阻力，中繼接力頂力，從而達(dá)到一次完成長距離頂管的技術(shù)。

2.中繼間設(shè)置

①根據(jù)施工圖及實(shí)際施工的要求，在頂入20m后加設(shè)第一道中繼間用以機(jī)頭糾偏，當(dāng)設(shè)備頂力達(dá)到允許最大頂力或頂管工作坑后背允許最大頂力的55%（二者取最小值）時(shí)，應(yīng)加設(shè)第二個(gè)頂管中繼間并啟用，后續(xù)中繼間可在設(shè)備頂力達(dá)到允許最大頂力或頂管工作坑后背墻允許最大頂力的65%（二者取最小值）時(shí)設(shè)置并啟用。

②當(dāng)設(shè)備頂力達(dá)到管材的承載力時(shí)應(yīng)加設(shè)中繼間。

3.測量及軸線控制

在頂進(jìn)過程中，經(jīng)常對頂進(jìn)軸線進(jìn)行測量，檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下，每頂進(jìn)1節(jié)混凝土管節(jié)測量1次，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，適當(dāng)增加測量次數(shù)。施工時(shí)還要經(jīng)常對測量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，以保證測量的精度。

4.糾偏技術(shù)

工具管出洞后的軸線方向與姿態(tài)的正確與否，對以后管節(jié)的頂進(jìn)將起關(guān)鍵的作用。實(shí)現(xiàn)管節(jié)按頂進(jìn)設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)，做好頂進(jìn)軸線偏差的控制和糾偏量的控制是關(guān)鍵，要認(rèn)真對待，及時(shí)調(diào)節(jié)工具管糾偏千斤頂和中繼間千斤頂，使其能持續(xù)控制在軸線范圍內(nèi)。頂管施工頂進(jìn)糾偏操作，堅(jiān)持“小糾”“勤測”“勤糾”的工藝原則，要嚴(yán)格按實(shí)際情況和操作規(guī)程進(jìn)行，勤出報(bào)表、勤糾偏，即嚴(yán)格控制工具管大幅度糾偏造成頂進(jìn)困難、管節(jié)剪切破裂。

5.頂管頂進(jìn)與地層形變控制技術(shù)

①及時(shí)調(diào)整土壓平衡值

根據(jù)不同土質(zhì)、覆土深度和地面沉降的情況，配合測量報(bào)表的分析，及時(shí)調(diào)整土壓平衡值，同時(shí)要求坡度保持相對的平穩(wěn)，控制糾偏量，減少對土體的擾動(dòng)。

②調(diào)整注漿壓力和注漿量

根據(jù)頂進(jìn)速度，控制出土量和地層變形的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整注漿壓力和注漿量，從而將軸線和地層變形控制在最佳的狀態(tài)。

6.頂管出洞階段技術(shù)措施

①頂管機(jī)姿態(tài)的復(fù)核測量

工具管進(jìn)入接收井前需進(jìn)行貫通測量復(fù)核，復(fù)核時(shí)應(yīng)測量頂管機(jī)所處方位，用以確認(rèn)頂管狀態(tài)、評估工具管出洞時(shí)姿態(tài)，擬定工具管進(jìn)洞的施工軸線，使工具管在此階段的旌工中始終按預(yù)定的方案實(shí)施，以良好的姿態(tài)進(jìn)洞，使其正確無誤地進(jìn)入接收井內(nèi)。當(dāng)工具管逐漸靠近洞口時(shí)，必須控制好頂進(jìn)時(shí)的土壓力，在工具管切口距接收井1～1.5m時(shí)，停止頂管頂進(jìn)。并盡可能降低切口正面的土壓力。

②頂管機(jī)出洞

在接收井封門被破壞后工具管應(yīng)迅速、連續(xù)頂進(jìn)管節(jié)，盡快縮短機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)間。頂管機(jī)整體出洞后應(yīng)盡快把機(jī)頭和工具管節(jié)分離，并把管節(jié)和接收井的接頭按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理，減少水土流失。

四、可能出現(xiàn)的事故分析及處理

地質(zhì)發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效可以通過刀盤的扭矩來判斷，如果突然變硬了，則向土倉內(nèi)加入水或泥漿。如果太軟，可把第一至第三節(jié)管子及工具頭都聯(lián)成了一個(gè)整體，以增加它們的剛性，從而可避免機(jī)頭突然沉陷。

在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效，必須在允許偏差標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進(jìn)，切不可盲目行動(dòng)。操作人員必須嚴(yán)格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實(shí)匯報(bào)情況，以便分析原因，找準(zhǔn)對策。

結(jié)語

頂管施工技術(shù)雖具有眾多的優(yōu)越性，但仍存在很多重大的安全風(fēng)險(xiǎn)，在頂管工程的實(shí)施過程中，工作人員必須不斷對安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)分析，并加以有效控制，這樣才能在保證安全的前提下，讓頂管施工法充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

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