重粉质砂壤土中长距离大口径顶管施工

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1、2012年l0月第l0期城市道桥与防洪管理施工125重粉质砂壤土中长距离大口径顶管施工龚叶锋(上海城建市政工程(集团)有限公司，上海200065)摘要：某引水枢纽工程，采用顶管法施工，总长约3．0km，共分为3段，其中4号井至3号井为1300m超长距离顶管区间段。顶管上部和切削断面均为重粉质砂壤土，采用大刀盘泥水平衡顶管掘进机施工。在顶管顶进至约80m时，开始出现大范围地面沉降，顶管顶力剧增，顶管姿态变化大，设备连续故障等现象。经认真分析原因并制订针对性施工技术措施，最终确保了重粉质砂壤土复杂地质下该超长距离顶管区间段得以贯通。该文对该超长距离顶管区间段顶管施工进行了认真分析

2、和总结。其结论与建议可供今后类似超长距离顶管工程借鉴。关键词：重粉质砂壤土；超长距离顶管；大口径泥水平衡顶管机；控制地面沉降中图分类号：U455．47文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)10—0125—0311．713．7m。顶管穿越土层主要为④层重粉质砂O引言壤土，上部为①层填土、②层、④层砂壤土透水性较目前，顶管技术已成为城市地下管道非开挖施强，各土层含水量高，通水性极强，液化性高、摇震反工技术的主要手段，在给排水、污水治理和电力隧应迅速、稳定性差。该段顶管涉及土层物理力学性质道等领域得到广泛应用[1]。由于地下顶管受沿程地见下表l所列，其典型地质剖面图

3、见图1所示。下土层变化、不明障碍物和人为操作失误等因素2事故经过的影响，顶进过程中出现顶管姿态失控、顶力超大、接口流沙等现象，导致顶管不能继续进行，出2．1大面积沉降现“死管”进而报废单元段管道f2】。在流砂层中顶管4月13日，顶管顶进至80m，主要切削土层会因控制措施不到位而发生管道下沉、地面塌陷为④层重粉质砂壤土，地面开始出现大面积沉降，等现象【。并伴有地面冒水冒浆现象，部分地面出现一条宽顶管施工技术是一种既安全又经济的短距离约4m、深约2m的沉降槽，详见图2所示。穿越的有效方法。为了满足不同地层条件，以及不2．2顶管顶力剧增同距离的实际需要，人们发明了新的施工方法并随着

4、顶管上部出现大面积沉降，顶管机头正面改进了施工设备，使得长距离大口径顶管施工成土体坍塌，地面冒水冒浆造成泥水仓压力无法建为可能[4]。本文以某引水枢纽之一的1300m超长立和管道四周泥浆套无法形成，顶管顶力随即大距离顶管区间段工程为例，该顶管上部和切削断幅上升，4月13日的顶力为413t，4月14日上升面均为重粉质砂壤土，采用大刀盘泥水平衡顶管至710t，并很快达到3000t。顶力较大而采用中继掘进机施工。在顶管顶进至约80m时，开始出现间顶进至10月6日贯通，总顶力在2500t~3700t大范围地面沉降，顶管顶力剧增，顶管姿态变化之间，具体详见图3所示。大，设备连续故障等现

5、象。经认真分析原因并制订2．3顶管姿态变化大针对性施工技术措施，最终确保了重粉质砂壤土前80m轴线偏差均在受控范围内。至5月27复杂地质下该超长距离顶管区间段得以贯通。本日测量结果高程偏差为偏上5em，达到偏差预警文对该超长距离顶管区间段顶管施工进行了认真值。至5月29日，高程偏差为偏上11em，开始采取分析和总结。这些结论与建议将对今后类似超长一级纠偏措施。至6月2日，累计高程偏差至偏上距离顶管工程提供一定的借鉴。24em。至6月4日，累计高程偏差为偏上34em。后续测量结果显示最大高程偏差达到偏上1．21m，1工程概况最大平面偏差达到偏左1．22m的顶管姿态失控的该顶管段

6、4号井～3号井采用DN3500×2500不利局面。为控制顶管姿态失控的局面，除采取一标准F型钢筋混凝土管节顶进，管顶埋深为级纠偏措施外，在l～3节管之间增设二级纠偏措施，之后顶管姿态回转趋势明显。至顶管进洞时，收稿日期：2012—09—10作者简介：龚叶锋(1975一)，男，浙江诸暨人，工程师，上海城测量累计高程偏差为偏下3．3cm，偏右8cm。测量建市政工程(集团)有限公司机顶公司总经理，从事地下工顶管轴线偏差曲线(见图4)。程施工管理工作。126管理施工城市道桥与防洪2012年10月第l0期3原因分析一⋯萋⋯⋯0．避3．1地质条件较差。～、兰该段顶管穿越土层主要为4层重粉

7、质砂壤：《：；瓣；乏_芒：土，粉性颗粒含量达93．1％，液化性极高。由于顶；耋芎～1￡n—)’10"1⋯一管切削土层粘性颗粒较少，正面未能形成泥膜，机⑤琵．～；】。—L6．E一～—扎n螋二一8·42’。·叮20·0头前方泥水仓压力起不到支护作用，造成前方土⑦，5nn体坍塌，大量土体超挖。此外，地下水丰富，受顶管图1典型地质剖面图施工扰动反应极其敏感，对地面沉降控制极其不利。上述地质条件是造成地面大面积沉降的主要原因之一，土体坍塌和地面沉降引起顶力剧增。而在粉性土中，扰动后的土体抗力较小，顶管轴线易于偏离