序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的工程頂進(jìn)中遇障的處理方案對(duì)比分析樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

0前言

泥水平衡機(jī)頂管工藝作為一種成熟的非開挖施工工藝,目前在市政管道工程中的應(yīng)用越來越廣泛。但是在實(shí)際頂進(jìn)過程中,由于地勘鉆孔間距較大(一般在50~100m),地下障礙物物探摸排成果有限,實(shí)際場地地質(zhì)情況較復(fù)雜等因素,頂管頂進(jìn)過程中可能會(huì)遇到孤石、廢棄樁基、古樹根等地下障礙物。本文以南寧市某補(bǔ)水工程中的頂管工程為例,介紹了頂管頂進(jìn)過程中遇到地下障礙物后處理方案的對(duì)比分析,為今后類似的工程案例提供了參考與借鑒。

1工程概況

1.1工程背景

擬建南寧市某補(bǔ)水工程中DN2000頂管工程,頂管段共計(jì)3段,總頂進(jìn)長度約580m。頂管穿越的主要地層為②層粉質(zhì)粘土、⑤層粉質(zhì)粘土。②層粉質(zhì)粘土以硬塑狀為主,局部為可塑狀。⑤層粉質(zhì)粘土以可塑狀為主,局部為軟塑狀。頂進(jìn)管材為DN2000鋼管,壁厚22mm,管頂覆土為6~8m。

1.2遇障情況

本工程中的頂管遇障段為3段頂管工程中的K0+072.95-K0+390.13段,見圖1。該段頂管下穿創(chuàng)新路東段(現(xiàn)狀公路)與現(xiàn)狀公園。頂管工作井位于創(chuàng)新路東段東側(cè),頂管接收井位于公園綠地西側(cè)。在頂管頂進(jìn)至樁號(hào)K0+350時(shí),頂管機(jī)機(jī)頭遇到不明障礙物,電機(jī)功率突然增大,機(jī)頭往左側(cè)偏移,造成鋼管局部出現(xiàn)內(nèi)凹,經(jīng)第三方檢測單位現(xiàn)場實(shí)測,變形量達(dá)170mm。此時(shí)距離K0+390.13處的頂管接收井尚有約40m。頂管機(jī)遇障后,進(jìn)行了補(bǔ)充地質(zhì)勘查。根據(jù)補(bǔ)勘報(bào)告,該地下障礙物可能為木炭沉積物或古樹根群。

2清障方案

根據(jù)頂管機(jī)機(jī)頭向左側(cè)發(fā)生較大偏移變形的情況,可判斷該地下障礙物位于頂管機(jī)頭右前方0~1m,位于地面以下約10m深。針對(duì)該地下障礙物,進(jìn)行了清障方案比選,結(jié)果如下。

2.1地面清障方案

方案一為在地面采取全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)至障礙物標(biāo)高,破除地下障礙物后,回填鉆孔,再由頂管繼續(xù)頂進(jìn)的方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于鉆機(jī)占地面積小,清障效率高,其施工重點(diǎn)在于鉆機(jī)清障過程與鉆孔回填土的回填質(zhì)量。鉆機(jī)清障過程采用了全套管跟進(jìn),避免出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象;清障完成后的回填土需慘入4%~7%的水泥,回填土每堆高3m后應(yīng)用重錘夯實(shí)后再繼續(xù)回填,清障孔底部1m范圍內(nèi)的水泥摻量可適當(dāng)加大,以確保頂管機(jī)頭后續(xù)頂進(jìn)過程中不會(huì)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。但是,該方案也具有不確定性。出現(xiàn)障礙物后對(duì)鉆探點(diǎn)間距加密至15m之內(nèi),仍然不排除在鉆探點(diǎn)之間還有其他古樹根群或者其他障礙物出現(xiàn)。同時(shí),該項(xiàng)目中機(jī)頭已經(jīng)發(fā)生了多達(dá)170mm的偏移變形,給頂管機(jī)繼續(xù)頂進(jìn)造成了較大困難;且在后續(xù)頂進(jìn)過程中可能會(huì)發(fā)生糾偏困難甚至無法糾偏的情況。此外,經(jīng)市場調(diào)查,當(dāng)?shù)貨]有能適用于該工程的全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī),需要從外地調(diào)運(yùn)設(shè)備,周期長,造價(jià)高。

2.2開挖基坑后埋管方案

該方案采取從地面開挖管道基坑,挖出頂管機(jī)頭后,將后續(xù)40m管道采取埋管的方式進(jìn)行敷設(shè),最終接入頂管接收井?；娱_挖深度為9.4m,坑頂放坡高度1m。支護(hù)采用鋼板樁支護(hù)+三道鋼支撐的基坑圍護(hù)形式。鋼板樁長度18m,鋼支撐采用?609mm鋼管,間距6m。鋼板樁與接收井、管道相交處設(shè)置兩排?700mm高壓旋噴樁止水帷幕,坑外設(shè)置8口應(yīng)急疏干降水管井?；又ёo(hù)平面布置、支撐平面布置及基坑剖面如圖3~圖5所示。該方案將剩余頂管段改為采用明挖基坑的方式進(jìn)行敷設(shè),是針對(duì)該項(xiàng)目中剩余頂管段長度僅40m這一特殊情況作出的備選方案。因?yàn)槭Ｓ囗敼荛L度不長,使得該方案具有一定的經(jīng)濟(jì)可行性。同時(shí),該方案避免了后續(xù)頂管可能再次出現(xiàn)障礙物或糾偏困難、無法糾偏等情況的出現(xiàn)。且該方案的施工難度低,施工周期短,不需要外地調(diào)運(yùn)設(shè)備,現(xiàn)場的人、材、機(jī)即可充分滿足施工要求。但是,該方案也存在施工占地面積大,需要與綠地公園方協(xié)調(diào)施工用地與臨時(shí)便道問題。

2.3方案比選

綜上所述,方案一與方案二的比選如表1所示。地面清障方案(方案一)為頂管機(jī)遇障后的常用處理方案。但是針對(duì)該項(xiàng)目中頂管機(jī)已發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)變形導(dǎo)致頂進(jìn)困難,后續(xù)頂進(jìn)過程中可能會(huì)再次遇障,且需要外地調(diào)運(yùn)設(shè)備的情況,該方案就不再適用。同時(shí),頂管機(jī)遇障處距離接收井僅40m,明挖埋管的基坑工程量較小,施工難度小,周期短。根據(jù)與公園方協(xié)調(diào)的結(jié)果,公園方同意臨時(shí)借地。由此凸顯了開挖基坑后埋管方案(方案二)的優(yōu)勢。故根據(jù)以上方案比選后,最終采用了方案二作為頂管機(jī)遇障的處理方案。

3實(shí)施效果

基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將機(jī)頭吊出,后續(xù)管道按照原設(shè)計(jì)的路線采用埋管的方式順利完成。管道基坑變形較小,滿足相關(guān)規(guī)范的變形限值要求?；邮┕r(shí)破壞的公園綠地,在基坑回填完成后恢復(fù)。實(shí)踐表明,針對(duì)本工程,方案二達(dá)到了預(yù)期的清障要求。

4結(jié)論

(1)在地面采取全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)清障是處理障礙物的有效手段,但是也需要結(jié)合頂管機(jī)遇障的實(shí)際情況綜合研判其是否是最優(yōu)方案。(2)在針對(duì)頂管機(jī)頭已發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)變形的情況,頂管后續(xù)頂進(jìn)糾偏較困難,剩余待頂進(jìn)長度不長時(shí),可以采取明挖基坑后將剩余頂管改為埋管的施工方案。(3)大直徑頂管工程應(yīng)加強(qiáng)頂管沿線的地下障礙物物探摸排工作,避免頂進(jìn)過程中遇到障礙,減少頂管施工的風(fēng)險(xiǎn)與難度。

作者:何剛  高程鵬 毛煒 單位:南寧建寧水務(wù)投資集團(tuán)有限責(zé)任公司 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司