沿海地区顶管施工中暗浜狐石的处理技术

摘要：本文结合沿海地区顶管施工中遇到的暗浜、狐石等技术难题的处理，总结处解决此类问题的经验，为类似的施工提供一定的参考。

关键词：沿海顶管施工

中图分类号：TU74 文献标识码： A

一、工程内容

宁波春晓规划八路项目地处东海之滨，依山临海，地形平坦，地势开阔地平，地面标高在-0.25—1.02米。是上世纪七十年代围海造地而成，场地浅部沉积土类型以海相淤泥为主，含水量大，压缩性高。后期堆载2米高的塘渣静压。污水管排管施工原设计开挖、支撑施工，但由于开挖深度在5米以上，土体稳定性差给开挖施工带来一定的困难和安全隐患。根据工地现场实际情况，地基虽说进行预压，但考虑到地基是淤泥质土，污水管较深，如进行打开挖，需将2米左右的塘渣全部翻挖，可能会对土体进行挠动，经过多次及时论证，在施工中不采用打开挖施工改为顶管施工，从而解决了施工中遇到的土体稳定差与安全隐患多的技术难题。

本工程地处沿海海滩，地质条件复杂，地下水位较高。顶管管径Φ900，顶程120米，工作井全部采用钢护筒并回收重复利用（共9个），接收井采用水泥砼管。

二、顶管机型的选择

本工程选用网格十字工具管，挤压法施工。

工具管特点是：结构简单实用，可操作性强，施工快，适用性强，如遇暗滨、弧石、硬土等处理灵活方便。

三、原理

主顶装置共有2只千斤顶，分两列布置，主顶千斤顶，每只最大顶力为320T，主顶装置上装有活动底架，安装在固定导轨上，便于调整轴线，同时工具管装有微调千斤顶，顶进施工中可根据需要调节左右，高低，控制轴线及设计标高。网格挤压顶管机顶进时，顶管机前方的挤压环切入土体中，使土体经挤压后进入其后的网格，再进入土舱。土体经挤压后具有较好的自立性，在网格支护下不会造成坍塌，顶进时只需挖除网格后土舱内的土体，边出土边顶进，顶进中出土采用干出土，由人工运出管道，放入井内的土箱中，吊地面弃土。

四、沉井的选择、制作

本工程由于受地质条件和地下水位的影响，使原开挖施工变更为顶管施工，受工期影响，工作井及接收井全部采用钢护筒并进行回收重复利用。顶管包括9个Ф5200mm钢护筒工作井，井筒长度6600mm；9个Ф3600mm钢护筒接收井， 井筒长度6600mm。钢护筒沉井分三节制作，第一、二节长度为2米，第三节长度为2.6米，然后拼装焊接；在钢板沉井内侧竖向方向每1000mm设一道I200×73×7圆形槽钢围檩，在后靠背1200范围加设二道I200×73×7弧形槽钢围檩。

五、施工中的注意点

沉井下沉过程控制

出洞时技术处理

顶管轴线的控制

进洞时技术处理

护筒拔除防压力过大引起凸起。

六、施工过程中的难点处理

（1）对于沉井下沉过程控制： 当沉井刃脚踏面下沉至离设计标高还剩1M左右时，沉井进入终沉阶段，此时应切忌“深锅底”，因为过深的锅底，可能导致刃脚下土体大量向井内涌入，易发生突然下沉或超沉。应先挖刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。

沉井下沉到位后，观测沉井在24小时内累计沉降量小于10mm时，方可进行封底。如沉降不稳定，可采取分仓封底措施加以控制。

封底前，应清除井底浮土、超控部分采用石块加碎石填满至要求标高，然后铺设40CM厚1：3水泥砂浆浆砌块石，上面浇15CM厚C15素砼垫层，最后施工钢筋砼底板。在钢筋砼底板施工前，先在钢护筒钢板与底板砼之间填充隔离材料5cm（便于拔除钢护筒沉井）。考虑井内积水，在底板上设置2个Ф500钢集水筒，深度50cm，钢板封底，四周留眼孔，待顶管完成后封堵。

（2）出洞处理：出洞的封门采用外封门，外封门用30#钢封门。钢封门内外用防水玻璃布与防水涂料涂布，洞门内用两道30#钢封门作横梁，与外封门及洞圈预埋铁焊接，外封门底部低于洞门300mm，插入由预埋铁件组成的楔形槽中，上部延伸至高于地地面300mm，并与井体钢板连接，防止沉井时脱落。

出洞前，先在洞口处安装双层止水带，其作用是防止顶管机出洞时正面的水土涌入工作井内，其另一个作用是防止顶进施工时压入的减阻泥浆从此处流失，保证能够形成完整有效的泥浆套，两层橡胶止水板间可以压注触变泥浆，使管节一出洞便被泥浆包裹。

为了防止钢封门拔除后洞外土体涌入顶管机密封舱，在顶管机顶入洞圈前，用黄粘土填充密封舱，这样既能平衡顶管机出洞时的部分正面土压力，又能减小对洞口处土体的扰动和地表沉降。

出洞时可以利用沉井施工时的井点，降低洞口处的地下水位，减小水头差，防止洞外水土涌入。

（3）顶管轴线的控制：顶管的轴线控制采取勤测勤纠：要求在顶管施工过程中要不间断的进行观测观察，发现有偏差现象立即进行纠正。即在每顶进一段距离，测量一次工具头轴线及标高偏差情况，通知纠偏人员，纠偏人员根据工具头现在的纠偏角度，前几个冲程的偏差数据等综合分析后进行纠偏。小角度纠偏：每次纠偏度要小，一般情况每次纠偏角度不要大于0.5度，当总纠偏角度大时应与值班工程师联系，决定纠偏，此时应特别慎重。对于逐渐积累的偏差，采用挖土方法纠正，即从顶管施工的高程偏差上看，顶管正偏差多挖，负偏差少挖或不挖；从顶管施工轴线偏差上看，偏差一侧少挖，另一侧多挖。

（4）进洞处理：为保证顶管机能顺利进入接收井预留洞，在离接收井15m左右时要加强对顶进轴线的观测，及时纠正顶进轴线的偏差，保证顶管机能顺利地按设计轴线进入预留洞。为防止预留洞封门打开后洞外的土体涌入接收井内，在顶管机到达接收井前，在接收井内预留洞处安置一道橡胶止水带，以防止顶管机进洞时水土涌入井内。接收井内按顶进轴线安装接收机架，使顶管机平稳地进入接收井，防止进洞后顶管机直接落到接收井底板上，造成后续管节接口质量问题。

（5）护筒拔除时技术处理：由于工程地处沿海，地质条件较差，沉井深度基本在5米左右，如果处理不当会引起侧压力的挤压使沉井地板整体向上凸起，重而导致顶管管节接头的破裂，破坏顶管的密闭性。因此，在钢护筒拔除之前先将检查井砌筑至3米左右，将钢护筒沿底板表面切割，并用细塘渣回填以保持检查井四周与钢护筒外面的土压平衡，然后用液压顶配合吊车将钢护筒慢慢向上提起，在提升的过程中严密注视检查井的沉降情况，如出现明显的下沉或凸起，则采用注浆或回填塘渣增加重量的方法处理。

七、结论及建议

（1）必须根据土质条件、设计要求，认真选型、专项设计、合理配套，才能得到良好的效益。

（2）在小口径超长距离顶管施工中。一定要施工技术设计严密，方案完善可靠。参数均要验证。

（3）顶管顶进的过程中加强轴线测量控制，避免偏差累积过大，大范围纠偏。

建议应该注意的是：

（1）注意钢护筒的强度设计、计算，防止顶进过程中出现变形。

（2）由于地下水位高，做好沉井封底及机头出洞时的防水处理，否则将影响顶管的正常运行。

（3）顶管顶进的过程中应勤出土，并注意顶力的变化，当发现顶力突变时应查明原因，切不可强顶，防止挤压力过大引起地面开裂。

（4）钢护筒拔除时注意控制好内外压力差，防止由于压力差引起的突沉或突升。