综合管廊预制顶推施工技术重难点及控制措施

张德运

（中交第三航务工程局有限公司，上海 200032）

1 工程概况

某地电力综合管廊建设项目施工内容主要包括消防管道建设、给排水工程、通风工程、供电照明工程等。管廊建设总长度设计为3 250 m。施工沿线地表存在小范围积水。通过前期的勘察活动发现，河沟排渠勘察的深度为1.8 m，水位为35.28 m；水塘勘察深度为0.2～0.6 m，水位保持在35.31～41.03 m；施工区域的地下水主要是基岩缝隙水与滞留水，勘察过程中对钻孔首次水位进行观察记录，钻孔完成后持续观察24 h 水位变化情况。

2 工程重难点与方案

2.1 工程重难点

1）顶管方向失控。作业井进出口部位未对土体采取加固措施；挖机作业过程中不断地修正液压系统的偏差；挖机纠偏效率比较低，且实际纠偏效能不是很高；实测数据存在一定的误差。纠偏无法保证时效性；土质若发生变化，可能出现开挖断面崩塌现象。

2）管廊渗漏水。模板使用穿孔对拉的方式进行连接加固，模板拆除以后，穿孔部位出现渗水现象；止水钢板、止水材料不符合设计要求；防水卷材在施工过程中出现破损。

2.2 应对方案

1）顶管方向失控。对施工人员进出口部位的地基进行加固；施工之前，检查挖机是否能够正常运行，并检查挖机保养记录，一旦发现挖机存在故障，应该立即进行维修；对施工现场进行测量复核，遇到突发事故，应逐级向上汇报，合理设置报警值，避免挖机开挖方向失控。

2）管廊渗漏水。使用螺帽拉杆对模板进行加固，混凝土浇筑完成后，将螺帽取出，并填补混凝土空洞；止水材料应提前抽样送检，在检测合格的情况下才可以使用在工程项目中；吊装止水材料时，应设置钢管支撑，确保吊装过程中的安全性，施工现场严禁直接使用钢丝绳吊装；防水卷材必须做覆盖处理，避免卷材损坏。

3 施工过程控制措施

3.1 顶推段顶管施工控制

3.1.1 井下高程点的设置

实际施工过程中，使用悬挂卷尺法控制地面高程。首先，在作业井附近设置高程观测点导入高程。对同一个高程点反复进行3 次标高导入操作，确保3 次数据之间的误差控制在合理范围内，然后将导入的标高作为顶管施工过程的高程基准点。作业井内的高程点数量不得少于2 个，同时在施工时应该用高程点相互进行校正。

3.1.2 中心测量控制

在对直线段进行顶管施工时，使用经纬仪测量出作业井两侧的管道中心位置，并将测量出来的中心线作为管顶中心的基准线。将激光经纬仪设置在作业井后侧，同时在作业井两侧设置顶镐架子，使用专业设备对顶镐架子的位置进行调整，保证顶镐架子的中点位于作业井的中线位置。顶镐架子的偏差值可以通过顶管设备内置的摄像头传输给计算机控制端，并将该数据作为调整中心线位置与高程位置的依据。

3.1.3 顶进控制

结合设计图，顶管段的长度为84 m，管顶部位的覆土厚度设计为3 m。顶进沿线可以设置1 个中继间，顶管沿线可以细分为两段分别进行顶管作业，分段中最长长度为42 m。将机头与顶管装置进行连接，连接完成后，共同顶进。中继间需要准备15 台千斤顶，千斤顶的规格为320 t，此外，在管节的末端配备15 台双向液压设备进行作业。顶管作业过程中，需要注意的主要施工事项如下：

1）顶管作业之前应该结合施工现场的土质确定放坡方案，施工过程中确保施工人员的人身安全，土方开挖严禁出现土方超挖现象。顶管开始部位的土方开挖量应该严格控制，不宜过多，开挖土方可以适当预留一部分核心土方作为支撑，施工过程中应该保证开挖断面的稳定性。

2）机头部分开挖过程中需要注意的事项：机头顶部土方开挖时应该保证断面与开挖顶面保持平齐状态，这样可以有效降低原路面下沉量。机头在对开挖断面的两侧进行开挖时，可以适当进行超挖，但是需要注意两侧避免出现卡死现象。

3）顶进时道路安全防护。机头在顶进的过程中不需要对道路进行封闭处理，为保证出行交通不会受到影响，对原混凝土路面破损部分进行修补。若原路面沉降现象比较严重，市政主管部门则应该及时对老路面进行维修。在顶管作业之前，应提前联系好具备专业资质的施工单位，对存在破损的路面进行处理，在处理完成以后，开始加铺新沥青路面。

3.1.4 道路路面变形控制

顶进作业时，对施工参数进行实时检测，检测重点应集中在路面变形状况方面。

假若出现路面沉降或路面起拱，可以借助机头超挖来进行控制，当路面的沉降值超过5 mm 时，或是单次开挖的路面变形量超过3 mm 时，可以通过机头俯仰状态来路面变形进行控制。

3.2 管节触变泥浆减阻控制措施

为了有效降低土层与管壁之间的摩擦阻力，确保管道外壁可以形成良好的降阻薄膜，缩短施工工期、提高施工质量，在顶管作业的同时，应沿着管道外壁进行注浆作业，从而达到降低管道总阻力的效果。

1）对泥浆原材料进行质量验收，确保验收的效果；结合设计图完善泥浆配合比，保证泥浆的稳定性；频繁对拌制好的泥浆进行检测，确保其满足设计要求。

2）结合施工项目的实际情况，合理确定压浆的施工工艺，根据施工工艺标准流程进行作业。为保证顶进作业过程中，泥浆可以及时填补空隙，形成良好的泥浆整体，降低地面沉降量。在实际压浆过程中，施工人员应按照“随顶随压、逐孔压浆、全线补浆、浆量均匀”的原则展开作业。

为了提高压浆作业的实际效果，挖机机头部分可以设置注浆口，利用注浆口降低补浆过程中的摩擦力。补浆的次数与补浆量应该结合施工现场的实际情况而定。

注浆作业的具体流程为：施工前的准备工作→搅拌机作业→注浆泵作业→压力表正常运行→机头连接注浆口→连接管道注浆口。

触变泥浆是由膨润土、掺加剂、水按照科学的比例拌和而成，触变泥浆的拌和必须要根据规范流程展开施工，拌和过程中确保泥浆不会出现缺水、沉陷、结块现象，泥浆自身也应保证具备一定的黏结性与流动性[1]。

触变泥浆主要是受到管道四周缝隙以及四周土质的影响，因泥浆自身会不断地流失，加之施工过程中会受到地下水的影响，所以，在实际施工的过程中，泥浆的实际用量往往会超过理论用量。具体而言，泥浆的实际用量一般为理论用量的2～5 倍，结合该项目的情况进行分析，施工区域的地质条件主要是砂质，浆液损耗量比较高，所以，施工单位可以将实际注浆量设置为理论值的4 倍。

每立方泥浆材料配合比见表1，触变泥浆指标见表2。

表1 每立方泥浆材料配合比

表2 触变泥浆指标

3.3 接头防水控制措施

3.3.1 管节防水

1）管节接缝部分使用F 形承插口进行连接，套环的前半节可以埋设在混凝土管内。为了保证套环与混凝土管相接部位不会出现渗漏现象，可以在连接部位设置两道橡胶止水圈，止水圈直接设置在插口两侧即可。橡胶止水圈遇水以后，自身的体积会膨胀1～3 倍，确保管节不会出现漏水现象。

2）管节下侧的缝隙使用聚硫密封胶进行处理；管节与刚套环之间会产生一定的缝隙，该缝隙可以用聚氨酯密封处理。

3.3.2 洞口后浇梁防水

管节顶部完成后，可以在顶进的初始部位与洞口的顶板部位、地板部位浇筑后浇梁，保证梁体与管节不会发生位移。但是需要注意的是，该部位的防水问题需要予以重视，具体的防水处理措施为：（1）在梁体部位设置预埋钢板，对缝隙进行封堵处理。（2）使用水泥砂浆将管节与维护结构之间的缝隙、管节与后浇梁之间的缝隙做封堵处理。（3）在现浇梁体与维护结构、后浇梁体与预埋钢板、预埋钢板与围护结构之间装置膨胀橡胶条，对缝隙进行处理[2]。

3.4 出洞接收控制措施

1）对机头位置进行测量调整，当机头头部接近工作井时，施工人员应该加大测量的频率，保证测量的精准度，在最大程度上降低测量误差，保证机头精准进洞。

2）施工参数的调整。结合实际情况而言，工作井与管节之间存在30 cm 的缝隙，由于缝隙的存在，导致机头在进洞时可能出现水土流失现象，导致地面沉降量过大，且地下管线构筑物也会受到一定的影响，所以，需要采取必要的应对措施进行处理，以保证机头顺利进洞。

3.5 置换回填注浆控制措施

1）注浆孔布置形式。每节管道都需要预埋注浆管接头，接头部位设置丝扣进行加固处理，以保证注浆管与预埋管口紧密连接。当所有的管节全部顶进以后，在顶进部位灌注水泥砂浆。由于顶管的上侧装置有减阻板，且减阻板设置了预留孔，水泥砂浆根本无法将浆液注入减阻板上侧的缝隙空间中，这就意味着需要设置一个额外的注浆通道，对缝隙空间进行注浆。

2）注浆浆液配合比及注浆压力。结合设计图纸来看，可以使用1∶1 的水泥浆液，利用注浆孔来置换管道外侧的泥浆浆液，结合水土压力的变化确定注浆压力。

3）在对注浆泵进行清洗以后，直接接入储浆桶，再次开始注浆，注浆应从管节的底部进行作业。当注浆作业完成以后，则可以按照顺序压注管节。将所有的控制阀全部关闭，持续10 min，这个过程中保证注浆的压力控制在0.2 MPa。

4 结语

本文以某地电力综合管廊建设项目作为研究对象，通过对该项目进行深入、全面的研究分析后进行总结，对后续的类似工程项目具有一定的参考价值，可以为施工人员提供成功的施工经验。结合实际情况，此次研究分析所提出的建议并不适合所有工程项目，实际施工时应结合实际施工情况进行确定。