頂管始發(fā)出洞的常見風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施

1、頂管始發(fā)出洞的常見風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施摘要：在頂管的施工過程中，最關(guān)鍵的是始發(fā)出洞環(huán)節(jié)，頂管始發(fā)出洞技術(shù)在 很大程度上將決定頂管工程施工的成敗的關(guān)健，本文將結(jié)合實(shí)際工程案例，全面 分析頂管施工始發(fā)出洞的常見風(fēng)險(xiǎn)，以及采取的施工措施，可供在頂管施工過程 有借鑒作用。關(guān)鍵詞：頂管；出洞；風(fēng)險(xiǎn)；措施；引言：佛山市政過街通道工程為矩形截面過街通道，采用泥水平衡頂管機(jī)施 工，通道長43.5m，平均覆土厚度約4.5m，地下水位深約2m。根據(jù)鉆孔揭露， 該工程由上而下是：人工填土層，海陸交互相積層，陸相沖積砂層，沖、洪積層， 殘積土層，基巖以及其風(fēng)化層，下面就結(jié)合該項(xiàng)目對頂管始發(fā)出洞的常見風(fēng)險(xiǎn)和 應(yīng)對的具體措

2、施進(jìn)行闡述。1、始發(fā)時(shí)漏漿的風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施1.1風(fēng)險(xiǎn)分析由于頂管施工工藝的特點(diǎn)，開挖過程中開挖空隙未能如盾構(gòu)法施工一樣通過 背后同步注漿來填充并使管片固結(jié)，只能通過注入觸變泥漿來填充，而觸變泥漿 是使管節(jié)更加潤滑，起到減小管節(jié)與土層間摩擦力的作用。本工程使用截面為 6.04mx4.32m的矩形頂管機(jī)，管節(jié)外截面尺寸為6.0mx4.3m，豎向開挖空隙為 4cm，橫向開挖空隙為2cm，在洞門處為了防止開挖空隙里的觸變泥漿溢出，只 能靠矩形橡膠止水簾布來封堵，而矩形橡膠止水簾布的密封效果較圓形頂管較差， 土倉或管節(jié)間隙的泥漿很容易從橡膠止水簾布處涌出并帶走土層中的水和砂，使 土倉壓力難以建立，從

3、而易引起刀盤前方土體坍塌。端頭加固時(shí)，如施工質(zhì)量差，將不能起到止水隔離作用，在頂管始發(fā)階段土 倉壓力仍未建立或者較低的情況下，若大量水和砂進(jìn)入土倉則容易造成漏漿或涌 水涌砂現(xiàn)象。本工程的主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合不緊密，且路徑很短，高壓泥水 很容易從該處縫隙涌出，造成土倉內(nèi)泥水波動(dòng)大，掌子面塌陷。1.2應(yīng)對措施：第一，主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的處理：將主體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合處鑿開，深 度不少于10cm，并將表面鑿毛，再埋設(shè)橡膠導(dǎo)管，然后用堵漏靈封堵，待堵漏 靈固結(jié)后，最后將導(dǎo)管進(jìn)行堵塞。第二，針對橡膠止水簾布密封效果較差的問題， 該工程采用的措施是在洞門處加設(shè)一道門式框梁，截面為300 x300，將橡膠

4、止水 簾布包裹在門式框梁內(nèi)，框梁與管節(jié)接觸面加鋪三層土工布。第三，該工程采用 的端頭加固方案為：6排直徑600的旋噴樁，間距450 x450。施工方為了安全保 障，在原有的基礎(chǔ)上在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)增加了一幅素混凝土連續(xù)墻，墻厚800mm， 墻深12m，墻寬9m；另外在素混凝土連續(xù)墻的兩側(cè)前方1.5m處各施作了一個(gè)深 20m直徑為1000mm的降水井。2、栽頭風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施2.1風(fēng)險(xiǎn)分析頂管機(jī)在出洞時(shí)易出現(xiàn)栽頭現(xiàn)象。原因是頂管機(jī)出洞時(shí)在穿墻的初期，因入 土較小，頂管機(jī)機(jī)身重力僅由兩點(diǎn)支承，其中一點(diǎn)是始發(fā)托架，另一點(diǎn)是主體結(jié) 構(gòu)墻及端頭加固體，當(dāng)頂管機(jī)頂進(jìn)一定距離后，其機(jī)身重心越過主體結(jié)構(gòu)墻及端

5、頭加固體時(shí)，此時(shí)頂管機(jī)大部分重力將由端頭加固體前方的土體承受，由于土體 的承載力較弱，在機(jī)身重力的作用下就會引起地層下沉，從而使頂管機(jī)前體下沉 而機(jī)尾上翹，則出現(xiàn)頂管機(jī)栽頭現(xiàn)象。2.2應(yīng)對措施第一，保證端頭加固的長度，且須確保加固體的加固質(zhì)量，端頭加固的目的 之一就是提高土體的承載力，因此始發(fā)前必須對加固體進(jìn)行抽芯探查，確保加固 體的質(zhì)量，從而有效地提高土體的承載力，當(dāng)頂管機(jī)出洞時(shí)土體在機(jī)身重力作用 下下沉減小，則能有效地防止出現(xiàn)栽頭現(xiàn)象。第二，頂管始發(fā)時(shí)預(yù)先將頂管機(jī)姿 態(tài)抬高后進(jìn)行始發(fā)頂進(jìn)，當(dāng)頂管機(jī)出洞后載頭，由于頂管機(jī)姿態(tài)已預(yù)先抬高，載 頭后則剛好與設(shè)計(jì)標(biāo)高吻合，從而達(dá)到順利始發(fā)的效果。第

6、三，將頂管機(jī)機(jī)尾與 管節(jié)連結(jié)，前面幾節(jié)管節(jié)也相互連結(jié)，從而使頂管機(jī)與管節(jié)形成整體，通過管節(jié) 的重力平衡機(jī)身的重力，最后使頂管機(jī)整體平穩(wěn)出洞。3、頂管機(jī)回縮風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施3.1風(fēng)險(xiǎn)分析頂管機(jī)在始發(fā)階段，由于機(jī)身未完全進(jìn)入土層，機(jī)身與土層的摩擦力較小； 且頂管的管節(jié)是整體預(yù)制成環(huán)的，不需分塊拼裝，；因此當(dāng)安裝管節(jié)時(shí)，主頂千 斤頂需全部收回，推力將全部消失，此時(shí)由于掌子面土體的主動(dòng)土壓力對刀盤面 的作用，將會使頂管機(jī)整體向工作井內(nèi)回縮，此時(shí)若不采取措施處理，將會由于 機(jī)身回縮，掌子面與刀盤間的空間增大，泥水壓力下降，從而未能平衡掌子面土 壓力，則掌子面會因此失穩(wěn)造成掌子面坍塌，嚴(yán)重的將引起路面塌

7、陷。頂管主頂 千斤頂分布示意圖如下圖所示。頂管始發(fā)空間位置示意圖3.2應(yīng)對措施第一，將頂管機(jī)與管節(jié)、管節(jié)與管節(jié)連結(jié)成整體，增加與土層的摩擦力。第二，將觸變 泥漿粘度適當(dāng)?shù)卣{(diào)大，增加泥漿的粘結(jié)力，從而使頂管機(jī)及管節(jié)與觸變泥漿的摩擦力增加。 第三，若始發(fā)井空間允許，可在頂管機(jī)機(jī)身兩側(cè)腰部各焊一塊擋板或利用管節(jié)吊裝孔及后靠 墻通過槽鋼等材料支撐，將回縮力傳遞到后靠墻上。4、頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施4.1風(fēng)險(xiǎn)分析頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)是由于刀盤周轉(zhuǎn)或擺動(dòng)切削土體時(shí)對土體有力矩作用，自然土體同時(shí)對刀盤 也有反作用力。當(dāng)機(jī)身與土體的摩擦力較小時(shí)，土體的反作用力則很容易使機(jī)身扭轉(zhuǎn)。雖然 矩形頂管較圓形頂管較難發(fā)生扭

8、轉(zhuǎn)，但是由于矩形頂管的刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方式與圓形頂管不同，一 旦發(fā)生扭轉(zhuǎn)將比圓形頂管更難糾正，且由于矩形頂管的截面特性，發(fā)生扭轉(zhuǎn)后將有可能影響 通道的使用功能，因此防止頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)也是不可忽略的重要環(huán)節(jié)。4.2應(yīng)對措施第一，在頂管始發(fā)階段，可在始發(fā)托架兩側(cè)加焊弧形鋼板，限制頂管機(jī)身兩側(cè)空間，從 而使頂管機(jī)不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。第二，在頂進(jìn)階段，當(dāng)頂管機(jī)將發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過機(jī)身兩側(cè) 抗扭翼板來限制機(jī)身的扭轉(zhuǎn)。5、頂管機(jī)出洞時(shí)地表塌陷風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對措施5.1風(fēng)險(xiǎn)分析在頂管出洞的過程中，由于頂管機(jī)頭已進(jìn)入接收井內(nèi)，前方無土體壓力平衡，管節(jié)與土 體間隙的觸變泥漿會瞬間流失，此時(shí)管節(jié)與土體間隙無填充物，從而容易造成土體坍塌引起 地表塌陷。5.2應(yīng)對措施第一，在頂管出洞前提前對接收井端頭進(jìn)行地層加固，從而增加土體的自穩(wěn)能力。第二， 本項(xiàng)目為平衡出洞時(shí)頂管機(jī)頭與掌子面的水土壓力，采用了水下到達(dá)的方法，即在頂管機(jī)進(jìn) 入接收井前提前對接收井注入一定的水量，以此達(dá)到水壓平衡。第三，在通道內(nèi)通過管節(jié)預(yù) 留的注漿孔及時(shí)