市政顶管施工中遇到的问题及处理办法

李彬

摘要：顶管施工是不需要开挖工作面，并且能够在不同地质条件下穿越公路、铁道、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等的施工手段。顶管施工技术，相比于其他地下管道铺设施工技术有着较大优势，与传统开挖式管线铺设技术不同，顶管施工技术的施工周期更短、安全性能更高，并且不会污染周围环境，因此得到了广泛使用。本文分析了顶管施工技术的特征以及优势，并提出了顶管施工技术控制要点。

关键词：顶管施工;问题;处理办法

引言：顶管施工技术相比于其他施工技术，最主要的特点是可以缩小施工范围，减小施工对周围环境以及人民日常生活的影响。顶管施工是一项施工复杂的工程，由于其本身特性，导致在进行顶管工作时，所需的施工周期较长，而且顶管施工对于施工要求相对严格。在市政管网建设过程中，结合生产实际，选择合适的施工工艺应对这些问题和困难便成为市政顶管施工项目中的重点。

1.顶管技术概述

随着人口数量的不断增多，对公共基础设施的建设有了更多、更高的要求，从而推进了更多市政项目的开展。市政项目涵盖各种各样的类型，涉及人们生活的各个方面，例如道路建设、电力设施建设等。顶管技术，主要指的是在不破坏地表土层的情况下，进行管道铺设。它所具有的一个明显特点就是可以直接穿越地面的建筑物和地下管线、公路、铁路等浅度较浅的建筑，主要施工操作就是把管子直接在机械液压作用下顶进到地层中，最终完成管道的铺设任务。在施工中，省去了人力开挖的时间，是可以直接进行施工的一项技术，具有明显的优势。在建设施工中，减少了对环境的破坏，避免了对人们生活的干扰，缩短了工期。在传统的管道施工技术应用中，施工耗费的人力、物力、财力比较突出，经济效益低，顶管技术的应用，避免了许多不足，减少了对城市的干扰，在一定程度上提高了市政工程的建设效率。在社会发展过程中，建筑施工环境不断趋于复杂化，对施工要求也就变得越来越高，在这种情况下，顶管施工技术应运而生，解决了很多技术上的难题。

2.市政顶管施工中常遇问题

2.1顶进过程遇到未探明地质情况，顶力突然增大

（1）顶管管道标高层地质复杂，上部存在空洞，顶管顶进对周围持力层挠度影响较大，导致土层塌方。（2）顶管机头或顶进机械工具前端遇障碍物，出现较大弱风化孤石，使顶进阻力增大，此情况下顶管机控制室有突然异常数据显示，表现为突然增大，持续到孤石解除后，数据恢复正常。（3）顶管纠偏不及时，管道轴线偏差较大，顶管轴线弯曲偏角与轴线夹角增大，进而摩阻力增大，此情况下顶管机控制室数据显示逐步增大，顶力大小和顶管轴线弯曲偏角与轴线夹角成正相关。（4）减小阻力的膨润泥浆配比不合适、膨润泥浆注入不及时、膨润泥浆注入量不足，减阻效果不佳，使摩阻力增大。（5）机械顶管顶进施工过程中，因故停止顶管时间过久，机械顶管机头抱死、膨润泥浆减阻效果降低。

2.2在施工顶进过程中管道出现裂缝

（1）管材质量出现问题，批次检验不到位、不符要求，承受不住顶管机顶力导致出现裂缝。（2）在管材生产过程、材料运输、装卸过程、码放安装等方法不当，造成管节出现较小裂缝，导致结构性损坏;顶管顶进过程中顶力超过管节的承压强度，或轴线偏差过大，顶管阻力增大，致使管节应力集中出现裂缝而损坏。（3）顶管顶进过程中顶管上部遇到回填土、流沙层、含水率较高的淤泥等情况无法正常顶进。

2.3顶管顶进过程中遇到溶洞

以某工程为例，在顶管施工过程中，前11节顶管的顶进压为15～18MPa，且顶进过程逐步增大，根据数据初步判断为顶管轴线有偏移，阻力增大。在第12节顶管施工时发现，顶进压力突然增加至23MPa，且第11、12节管材已经破损，施工立即停止。物探电阻率断面图显示：浅部电阻率普遍较低，等值线较平缓，推测为覆盖层的反应。粉色线条所示，推测为土石界限，覆盖层以下电阻率等值线，局部比较凌乱，电阻率高低交错分布规律性差，结合地质调查，为灰岩地层，岩溶较发育，推测低阻凹陷。低阻团块为岩溶强烈发育区。该段区域极有可能存在丰富的溶洞群。实际上，在破拆损坏的顶管后发现，确实在顶管段中存在大小不一的溶洞区（较大的溶洞3.5×4×3），综合各方面因素考虑，通过分析由于机头部位存在溶洞，导致机头受力不均，使得机头跑偏，从而使管道在受力上也不均匀，力较分散，造成管道局部损坏、出现裂缝。

3.顶管施工技术优化措施

3.1顶管施工准备工作

在给排水项目施工准备工作中，最为重要的就是对施工现场进行勘测，完成平面布局等相关工作。总体平面布置工作比较烦琐，既包括施工中可能用到的起重装置以及自动控制装置等设备，还需要对注水系统、拌浆棚和拌浆材料、千斤顶、反力架等进行严格检查。在施工前期准备过程当中，还需要制定一个详细的施工规划，并预测可能出现的情况，制定出相应的应急方案。在施工之前，需要对现场的工作做一定的计划和梳理，包括要用到的工具、器械以及场地的设置、各种现代化的装置，提前做好准备工作。然后根据具体的施工情况，做好人员的调配和工作的调度，主要进行一些设备的安装，例如顶管机、发射架等，以保证施工顺利开展。

3.2减少阻力

顶管上的孔会导致地面下沉，同时顶管会与地面的地层摩擦产生阻力。通过注浆将泥浆注入管道外壁，可在顶管外壁形成泥浆护壁，有效减少顶管与土层的摩擦。同时由于泥环的支撑力，还可以有效减少塌陷造成的地层损失，可以控制土体的下沉。在注浆过程中，主要使用触变泥浆。灌浆后可真正降低施工阻力，同时增加相应部位的强度，起到框架和支撑地面的作用。 ，缓解土方塌陷问题，促进土层平整。同时，要确保施工过程中注浆与管道吊装联合实施，确保工程安全和质量。值得一提的是，降低阻力的效果主要取决于泥浆护壁的质量。因此，联合工作尤为重要，必须严格按照要求进行。根据经验，实际泥浆量是理论用量的4～5倍，配置标准通常配置碱性水、膨润土和水的比例为0.02：0.4：1。

3.3顶管纠偏

具体方法是通过矫正千斤顶组矫正千斤顶的偏差，根据管子的不同倾斜度进行不同的处理。管道对策。施工时根据实际需要，通过放大扭矩来修正顶管口，必须注意所用的力，如果力过大，偏差会增加。因此，在施工时要注意区域结构，在出现偏差时要及时进行细微的修正，这样才能快速有效地纠正偏差。当千斤顶向左拉出，再向右拉回时，千斤顶可以向左矫正。同理，当千斤顶向右伸出，向左缩回时，千斤顶管偏向右侧进行校正。千斤顶的矫正，要求施工人员沉着稳重，采取多调、缓调的策略。总而言之，这个程序考验的是施工经验和控制。

3.4逆作法处理措施

在某次顶进过程中，碰到两根报废的Φ160电力管线，机头刀盘与管线缠绕一起既无法顶进又无法取出。根据周边环境，由于地面附近无其他障碍物，经研究考虑采用逆作法从地面向下开挖倒挂井。首先确定机头与管线的具体位置，与机头为中心点，孔径为 2 m，然后在地面放样做倒挂井，挖到机头与管线交界面，并采用角磨机切除管线。最后将倒挂井回填后，再进行后续管道顶进工作。

4.结语

综上所述，在市政工程建设中，随着机械化的施工模式推广，以及施工技术条件越来越成熟完善，顶管施工传统问题的处理解决方式将越来越科学合理。随着新技术应用、新材料的使用、新工艺的实施，也将势必出现新的问题，顶管施工技术的更新替代，也将在施工摸索中逐步发展、不断进步。保证顶管施工不破坏道路、减少交通干扰、方便居民生活、降低安全隐患，同时加快施工进度，缩短工期。

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