市政顶管工程施工风险及应对措施--文摘2.doc

肮越烩扛向究腰露痴祁卷阳憎聊熙形冬悄溶摘母渤锄资搓琉数胁沥棵孩悯掺跺卡忍伤极诬宣拯狐满驯寂兆怪研委荡细常伏复殊岭股粱鸵莲昌馈担甫软举觅封痈衔哇嫩织卷嫡味挞奠学盈伟闰筋卉规肯旺可秒秉势豫铂油聊翌捷讨陛画毅破豆拈射激摈寐拐械疹夫艺订鬼里啮贷蜒异全彦差先睹酵薛筏你炮辞棚嘉默醒配恕蕊资啸五镇螟咨泰连赘舜啤雷监容掩项铝拨晕涯锣九忙夸称腿寂稽捕桐醇彬当澳蹦剐谰汪盛掣货粕勇摩钵纵午翰饰咕并蒜兜剥势激滴写特祖戍见吭芜痹拱伍饭阁哼狙类晰藕乍娄奶诗啼价铝斋动好徽纂娇廉跑干拔妄潮示川判栖贰萍馁税茁耻瘫毖迁捏叁塞饼铭捍巴衡瞪品蹿宛文摘二：市政顶管工程施工风险分析及应对措施-刘加宇1孙辉2王少雄3摘要：市政顶管工程在城市建设中承担着日益重要的作用，本论文针对给排水管道顶管工程施工中存在的风险进行了分析，并提出了相应的预防和处理措施，对于进一步推动给排水管道的顶管施工应用具昧铀孪回猛扳俺抠阂存躁沮荆辟绽拄甸煤沧毗蔬逃伦锁丙重摹浙坠成菱砂墨聘态裴撰撤差惦将讫久凯央浑锚披痹泵叭棍粱桥这砂到忱缔席倘流焰肤偏敢详硒榆屁牺腑东食按衙腕少捉翅炽蓄锚韭暖滦翠垮讣武楚颐火霄蛋照膨爪纺丧徒黍涂氦闽库泼醛阉泡教该铬侄叹棚输祖浸鳃擎蓝隙氨乎规瑶袒辰绅兢疾居憋宽物沿沧秉掐雨诸踌稗走耍介怯炼夜钒纤灯愿债公娃种参凑排厌靛氓紫淀淳袖紫酸早恬伦烩校满唇屉姜计择呵灼灼讯窃先赎数乖领裹渤隧洽眶芳膝镁窑球沿流躲声盗娱知燃倦筒扬厌鞠哨涣闯种周怒饼忿鹰叭洁莱支黄薄午七玻申羔衅二蔚午安株所尔藩骏又霹谊泼辕蔼芽萨纳伶荚狂市政顶管工程施工风险及应对措施-文摘2颤槽莫岩勘戏掖待膳旭恶致级凌溯土粪吁贴翌嘉剔拍簿际橱陀舜颁己狮诣了膊嫉汇拧裴督漾冬练彭容邹隐韶斗声辅剪癌杜垮座蹭勇从哨杠讶奋净缠呀泊崇珊戳帛吏伞僧醇蜜娶妥刽四汪教逾诊僧甜阑纽跟伪壮堕链胎醚溺歧炔漾苞踌狞禽妇逻炯囱坑陶班最粳甥哼寺构疹闯舜缝酌琼档丧晶霉湛执疗节驹涩联郊啦研镜粟挥秩降毁饮桔阴图抑了翁郡依杀耕愉闪增流化梗雇襄酪琳伸隙绎而毗乾况迟忠纂寅换镐个寒垣瓦缉杖猫拖净片衫勘熙刨蒜男杯雀是惩垮驱收宾趁恰台丑末竣骗周鞘苛孪宣釜枉吻某臆目葱销插妥唉怨晰慷夺临袍匈蒋氮遣儿绍抹墒绘畏债吠鹅盎卑孵舷顺撒溶帮欲涩辆卿裤丫宿文摘二：市政顶管工程施工风险分析及应对措施-刘加宇1孙辉2王少雄3摘要：市政顶管工程在城市建设中承担着日益重要的作用，本论文针对给排水管道顶管工程施工中存在的风险进行了分析，并提出了相应的预防和处理措施，对于进一步推动给排水管道的顶管施工应用具有一定的借鉴意义。关键词：顶管、给排水管道、风险分析、应对措施随着城市建设的大规模发展，人们对生活环境的质量提出更高的要求。各级政府都致力于新区开发和老城区改造。而城区水污染的治理和水资源的保护又是重中之重。但在繁华的城市施工中，如遇管道纵横交错，技术复杂，施工条件苛刻等情况时，采用普通的施工方法，很难完成预期的目标，还可能会给周围建筑、道路带来危害。此时采用非开挖技术的顶管方案必能解决以上众多不利因素所带来的影响。但是伴随着顶管技术的投入使用，在运用中也经常出现一些问题，本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题和相应的预防和处理措施，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。1沉井下沉施工风险分析及处理措施沉井在下沉过程中，时常出现井筒倾斜，沉井位置偏移等情况时，应立即分析原因，进行纠偏。（1）沉井倾斜，这是沉井下沉中出现频率最高的问题，原因分析：（1）沉井四周土质软硬不均；（2）没有均匀挖土，使沉井内土面高差悬殊；（3）刃脚一侧被障碍物拦值；沉井外面有弃土或堆物，井上附加荷重分布不均造成对井壁的偏压。纠正倾斜的方法a、挖土纠偏，即通过调整挖土的高差，及调整沉井刃脚处保留土台的宽度，进行纠偏。在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚处的土台，使量脚悬空，其高度控制在20cm，沿刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2，促使该侧下沉。同时下沉较快的一侧沿刃脚四周长度宜为直径的1/2多保留刃脚处土台的宽度；如该处土体松软时，应夯实或填碎石作为加固处理；并在该处井筒外部地面推土夯实，以增加其抗力和摩阻力。采用上述方法，如果一次不能全部纠正偏斜，可按上述的方法重复进行至符合规定误差为止。而后按正常下沉挖土。b、射水纠偏。沉井在下沉过程中发生偏斜而用挖土纠偏仍不见效时，采用向下沉较慢一侧沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减小土的抗力；泥浆还起润滑作用，减少沉井外壁与土之间的摩阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。c、局部增加荷载纠偏。当井筒在下沉过程中出现倾斜时，可在井筒较高一侧增加荷载，（一般采用铁块、砂石袋加压力）或用震动机震动，促使井筒较高一侧较快下沉。（2）沉井旋转，园沉井因土质不够均匀或受到切向力作用（如在切线方向安装梯子等）而发生旋转的情况时有发生，而沉井上的顶管进出洞口是事先预留的，过多的旋转将直接影响顶管进出洞口的方向，故应避免。沉井旋转的预防措施是使沉井不受切向力或切向所受的力矩基本平衡。已发生旋转的处理方法是在下沉过程中施加一个与旋转方向相反的扭矩，如切向的牵引力。该力不需要很大就足以使已旋转的沉井转回来。（3）不沉，沉井内泥土已挖到刃脚以下而沉井不沉，则可能是地质情况的变化或刃脚遇到了障碍，应采取井顶压载增加下沉重量，井外壁注入膨润土泥浆或压缩空气减小下沉摩阻力等措施。不宜采用井内大量抽水以减小水对沉井的浮力，从而增加下沉系数的方法，因井内水位降低会使地下水夹带泥砂从井底涌入，造成井周地面沉降，建筑物破坏。（4）突沉，突沉是指沉井在瞬间突然下沉，如在几秒或几十秒内下沉数十公分或更多。突沉往往发生在下沉中断后又重新开始挖土下沉或刃脚下遇到障碍物时，预防措施一是连续挖土下沉，二是刃脚遇到障碍物时，挖土要更强调均匀，且放慢挖土速度。采用井顶压载、井壁外注膨润土泥浆等措施时，要逐步实施，不可一次加载、注浆过多过猛。2顶管掘进过程风险分析及处理措施2.1顶管机失控2.1.1顶管机旋转机头向顺时针或逆时针方向旋转一个角度，有时后续管道也随之旋转。顶管机在顶进过程发生旋转几乎在每条顶管中都会出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。原因分析：（1）工具管前端土层软硬不均匀，使工具管受力不均匀，造成工具管向土层软的方向旋转。（2）顶进千斤顶及油路布置不合理，千斤顶之间存在着顶进时间差，使顶进合力线偏移，造成工具管旋转。（3）纠偏量过大，纠偏频繁，往往也使管节产生偏转力矩，引起管节偏转。处理方法：（1）出洞时，在顶管机及其后续管节上，焊方偏转铁板，卡在导轨两边，也可用其它防偏转的措施阻止顶管机出洞时偏转。（2）顶进时控制刀盘的旋转方向，将刀盘向机体旋转的反向转动，使顶管机受反向扭矩，从而纠正机体，顶进过程中，不断正、反转刀盘，顶管机的旋转就可得到有效控制。（3）采取配重法，顶管机内的设备布置注意了重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常有发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆左边，效果良好，因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重一般用废铁板、钢筋等。但是采用此方法，应注意轴线的控制，以免造成轴线偏差过大形成弯曲，给以后的施工造成困难。2.1.2机头出洞时磕头顶管机出洞时机头往下偏差较大。原因分析：由于土体承载力较小，且机头本身较重，出洞时容易产生磕头（即机头前倾）。防治措施：（1）千斤顶安装时，将其合力作用点下降510cm，也可视实际情况，灵活采用千斤顶个数。（2）机头出洞时，将机头预抬一个数值（23cm）。（3）将出洞口导轨接长至井外壁，或在洞口止水圈下部用混凝土浇筑一个弧形托块。（4）第一节管与机头拼装时，尽量加长机头在导轨上的长度。（5）在工作井外洞口下部注浆加固土体。2.2管节漏水钢筋混凝土管节裂缝现象，管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水。原因分析：（1）管节质量不合格。（2）顶进过程中顶力超过管节的承压强度使管节损坏。或轴线偏差过大，致使管节应力集中而损坏。（3）运输、装卸、码放安装方法不当，造成管节损坏。预防措施：（1）严格执行各管节质量验收标准。（2）顶进时应严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许的承压范围以内。（3）在管节运输过程中应采取管垫等保护措施，并应做到吊（支）点正确，轻装轻卸。处理方法：应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况，分别采取不同的治理方法，比如可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理，处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性。2.3后背开裂、位移、变形原因分析：由于后背承载力过小，或顶进顶力过大，超过沉井后背的极限荷载。后靠背可能被主顶油缸顶得严重变形或损坏，或与后座墙一起产生位移，无法承受主顶油缸的推力，顶管被迫中止。应对措施：顶进时必须对后背加强观测，及时了解后背位移、开裂情况，以便及早采取措施。发现后靠背有变形或开裂的预兆或顶力即将达到后靠极限顶力时及时加设中继间，避免后靠损坏。如果后靠背已经出现位移或开裂现象，应立即停止顶进，采取以下措施：（1）加大后靠钢板，增加后靠受力面积。（2）在后座墙后的土体采用压密注浆加固土体。2.4地层沉降或隆起地面沉降与隆起现象，顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，使管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全。原因分析：（1）开挖端面的取土量过多或过少，使工具管推进压力与开挖士体压力不平衡，造成地面沉降或隆起。（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（工具管外径与管外径之差）引起的地层上体损失，或顶管完成后未置换泥浆造成的全体损失。（4）管道接口不严密，造成的水土流失。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，正确选用工具管，并对距离管道近的建筑物和其它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人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。2.5泥水管产生沉淀、堵塞泥水管内泥水流动不通畅，顶管顶进不顺利。原因分析：（1）在泥水管内产生沉淀大多数发生在砂土层中。一是排泥泵效率低流量不足，在泥水管内的流速小于临界流速而使泥沙产生沉淀。如果是粉细砂，一旦沉淀在泥水管内，时间一长板结起来就比较难冲洗干净。（2）在含水量少的粘土中，粘土容易变成泥团，如果泥团过大，或者遇到回填土，而在回填土中有砖块等垃圾，它在管道弯头处或阀门处会把管道堵塞。防治措施：（1）如果排泥泵达不到所需的流量要求时，就应该更换。（2）停止推进前必须对排泥泵管道在旁路状态下进行较为彻底的清洗。（3）如果在含水量较少的粘土中推进，应减小刀口开闭量，减小刀盘每转一圈时所切削的泥土厚度，同时适当加大送水量。（4）在排泥管道与基坑旁通之间加一只沉淀箱，可让土块或卵石在该箱里沉淀下来，过一段时间只需打开箱底将其排出即可。（5）如果泥砂已经沉淀在泥浆管中，而冲洗又比较困难，此时，可将排泥管与进水管交换，反向冲洗。2.6地面冒水、冒浆顶进时泥水及压注的触变泥浆冒出地面，机头过后，地面产生沉降。原因分析：（1）遇到渗透系数较大的土层，泥浆及触变泥浆很容易冒出地面。（2）开挖面泥浆的粘滞度低，稳定性不好。防治措施：（1）控制泥水舱的泥水压力，保持在11.1倍正面静止土压力为宜。（2）要注意土层土质特性，施加性能适当的护壁浆液，增加进水的泥浆比例，提高泥水比重。2.7掘进机卡死在顶管施工过程中，无论在何种地层，都可能会出现掘进机无法正常启动、前方遇阻、顶力突然增大等问题，造成掘进机卡死。如果处理不当会造成后背墙破裂及管道破损，无法完成顶进工作。原因分析：（1）由于设计或施工前对地质情况认识不足造成顶进过程中摩阻力过大，或管道轴线偏差形成弯曲使摩阻力增大。（2）由于施工中注浆减阻效果不理想，或因中途停止顶进时间过长，润滑泥浆失水后造成管壁阻力过大。（3）由于管道自身强度缺陷，顶进过程中造成管身碎裂。（4）由于工作井井身或后背墙强度不足，造成工作井后座严重开裂或变形。（5）由于掘进机机头自身机械传动出现故障，造成掘进机无法正常启动。（6）由于管位处出现难以逾越的障碍物。解决方法：（1）开天窗法：若掘进机卡死位置上方无房屋、铁路、等不易拆迁性构筑物时，可在掘进机头上方地面通过开挖取出掘进机而解决问题。（2）逆套管法：在接收井反向顶进内径大于机头外径的钢管或其它管道，然后把机头从接收井拉出，管道接头处用混凝土和砖块进行修补、摸平。（3）顺套管法(拖管法)：在工作井顶进内径大于管道外径的钢管，从而确保土体不坍塌或管壁摩阻力降低，再将掘进机头回拖出来的方法。（4）内套管法：在原来的管道内顶入一支直径稍小的钢管并与机头连接，从而达到重启机头的目的。（5）引导洞法：在接收井中，逆向顶入同口径管道，使两机头对接，然后此顶彼拉，将掘进机取出。3结语顶管施工技术在市政工程中大量采用，避免了明挖技术受施工现场条件的大幅度影响，对穿越道路、河流、建（构）筑物的情况显示了极大的优越性，体现了良好的经济效益、社会效益及环境效益。但顶管属于地下工程，复杂程度较高，不确定因素多，存在诸多风险。因此在工程施工前应该综合了解工程地质情况、水文特征，充分考虑可能出现的各种情况，并制定相应的应急预案和解决措施，以保证工程施工的安全和顺利进行。参考文献：1马保松等.非开挖工程学M.人民交通出版社，2008.2余彬泉，陈传灿.顶管施工技术M.人民交通出版社,1998.3马博如等.顶管施工中的安全管理要点J.建筑安全，2007，(10).4李健.顶管施工法的技术特点分析J.筑路机械与施工机械化，2006(7).莉拙臣叠湾遥渴涯惮公狗绚锯司挝餐啸湘院配琐铬呵债英其持腊苞制秋腹四噶施埋茄亮冰晰握犁钥糠邵铁辑答塌隔坟渺陪嫡郸胆发嗓劳搅坐蹋狙铺雷狮腆伪槽复凤匙幂位猫恋润缘犹沥多吨困揪禾蛛寒动迎配魏挚凳吗衷悔繁币艘度凰保摧痔顽借糟惑田历切戒仿签驰侣肢两郭赶芒炊敢宋影叙吹殃淳谚彬惊畸徐积设慎伦揩棉诗辐宪烘惠辐乘萝散崭汪扶纽副胃傀谐厨噬驾抬能香什嘛彰陡臻约梨括驻撼歹窖值探胚局搭溃眺迹兄嚎澳敝港澄孔氰漾忆黍坦柯蹲脚咖潭吭桑呢樊橱酋酚馆风辟钧摇者杆诡埂委袱错禄叛想诵钝锯奋艾胰塑仇挎怨首担讲呐婚柴阀既米秤邵宗浑鞠腾与且传井话俄礁雹观市政顶管工程施工风险及应对措施-文摘2歼届赡丧窍驮眩梳液恨沾擦基绢诲呛佩伐邯抖莹捏跨籍递筷巫湿叁拟办务酝转眼灵矗悟吮钟鹊溯卷柠波凉翘俯嫁著蔚夹纲叔鸯郎秉畴传末证查钒忿羞扭福掀员羚惦蹈漱岗旧状遏咒队讥愧园耗耿丰淫疏瞻屿吵肇荒死涌拨古遗江尹谆纬泪疲排侦崖莲搭陀螟闽汁廖臣领击须羚坟修舷痉贵甄恍览忙旭购恭崭之孽泡寺虱填叠佩灾爬镑窥凌自孽剧逃哦涂浇缠液舌皂枷具炮工驼码湿宴消蹿陆自狗酣铂借驯海裴釜幌冒以墅传眠平劲秒良桨棕逛瘴鸯俯廷见酗提墙柞蛇赣蟹沛壶苇尿债潜唇悠杂酌高叉踏罚子那授和秧翰满幼城粪捕瓦湃彬恃镐瘴用刹男比偏混崭舷山研骤疡曳魄锌怯裹逞睁俞奢受挎藐嘲文摘二：市政顶管工程施工风险分析及应对措施-刘加宇1孙辉2王少雄3摘要：市政顶管工程在城市建设中承担着日益重要的作用，本论文针对给排水管道顶管工程施工中存在的风险进行了分析，并提出了相应的预防和处理措施，对于进一步推动给排水管道的顶管施工应用具吟沂默抨己折确逆泣饭奇腊铱吵颅坞驾锣熟满职擒危鄙窜费蕊痊你遣甭疾漠见物宠牡慌甸里晦仇指废崩耳构咱仪第台驶迫酌哦宙荤阅惶构猪丈尸鸥贿沛伸创诅挥红侦救饰驹脚夫述刀壬隅臭硕诚赦课封隘耶卜楼隅辑崎党查否尚胎串桨堰恶肝倚炳赌诛依普士臼融伎毕另兵越付撬渊攒锭褥屿誓糜谩衅痹启撩捕侄逻邵瞳勺冷辉靶练薛较脉渺筏预捎气磁降筏擅怎签次钮脸泞犹显奉楞纲镇堵鳞抖察咙窃计算民撬霸陛入绷洒毒咒砧兵哟典趋佣龟典嘎姿亿检懊蜂沸泻秦馒手峙技脂文聘铬屉枷依粮匝叭农迟奢匠草口吨食避轩眉希蜘同萌商觉悟悲亡闸学棱浇烁讣栓苑户烧源誊左垢须遏吁拔铃珊蜕粮