浅谈复杂地质条件下大管径长距离顶管难点与对策

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1、浅谈复杂地质条件下大管径长距离顶管难点与对策储建强（中铁四局集团有限公司市政工程分公司，安徽，合肥，230000）【摘要】随着我国社会经济和城镇化的不断深入发展，不可避免会遇到一些复杂地质条件的开发与施工，在大量的市政工程项目开始采用大管径长距离顶管施工技术背景下，其在不断发展中也遇到了很多难点。这里分析了长距离顶管施工过程中的主要难点，并介绍相应的关键对策。【关键词】复杂地质；大管径；长距离；顶管技术；难点；对策引言：顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种非开挖地下管线施工技术。其特点是节约用地；施工期缩短，减少工程量和工程造价；不破坏原状土，大大减少对沿线用地水土

2、环境的污染。基于上述优点，顶管施工技术近年来有了突飞猛进的发展，各种新方法新工艺不断出现。这里着重介绍复杂地质条件下大管径长距离顶管施工难点与对策。一、顶管施工技术概述顶管法施工,是在工作坑内借助于顶进设备产牛的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，同时把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。二、复杂地质条件下的顶管施工概况厦门某海堤要进行拆除改造，原来铺设在海堤上的引水干渠和管

3、道必须改造，采用方案为顶管法结合明挖管道敷设，即在原引水干渠段设置2根DN2600的钢管，中心距5.2—15.0m；原特供管设置1根DN2000的钢管。单管顶进长度约830m，总长度约为2490mo顶管均位于海堤北侧的海湾水域下，由设置于西侧的1#、2#工作井往设置于北引大池内的1#、2扒3#接收井顶进，管中心标高-11.2mo顶管经过的土层主要为：淤泥混砂、粘土、中砂、残积砾质粘性土。三、复杂地质条件下大管径长距离顶管技术的施工难点本工程是海堤开口的配套工程，是工程实施的先决条件。管道迁改需要停水施工，将影响到厦门岛内的生产和生活用水，需服从市政府的统一安排。因此工期的

4、保证始终是本工程的重点。顶管施工是本工程的核心内容及关键线路,有如下特点：(1)顶管直径大(为DN2600mm和DN2000mm),根据以往厦门的大中型地下工程分析，厦门的地质条件比较复杂，有可能在顶管施工过程中碰到孤石、岩层等地下障碍物，处理难度将比较大；(2)单根顶管长度较长，超过800m,—次顶进距离较长；(3)顶管基本上在海域内顶进，影响施工的因素比较多，风险较大。四、针对复杂地质条件下大管径长距离顶管技术难点的对策(-)顶管工具管选型及其特点因本工程大部分土层是淤泥层，土质较软、切削容易，顶管决定选择泥水平衡顶管机。如果碰到砂层吋可以在泥土仓中注入些粘土，也能应

5、用于砂层的顶管。用此机型进行顶管施工作业，不仅安全可靠，而且施工进度快、效率高,但若碰到孤石等障碍物时只能采取其它技术措施在管外处理。(-)顶管顶进过程中碰到的难题与对策顶管碰到障碍物时，应综合考虑障碍物的情况、顶管机头位置和损伤情况以及周围可利用的具体环境，采取有效合理、经济的技术措施进行处理。以下分几种情况结合具体工程实例对顶管过程中出现的难题及相应的解决方案进行介绍：1•碰到孤石及岩层等障碍物吋的技术处理措施本工程中，由于岩层高出管道底部的高度不是很人，且现场场地条件较为方便有利，海堤开口围堰已施工完成，可以利用围堰填出施工便道进行冲孔破岩施工，岩层可以通过冲孔破碎

6、的方法，而且冲孔破岩施工技术已相当成熟，决定采用重锤冲孔破碎岩层后再冋填夯实处理方法。2•顶管过程中碰到顶管机头损坏吋采用的修复机头方案(1)采用拔管方式修复顶管机头本工程的DN2600-1顶管顶进至207m吋，顶管机头遇到孤石而无法继续顶进，此吋采取拔管维修的方法技术上可行，且顶管机头后续要顶进的长度较长，拔管后机头可以彻底维修，保证后续能够较顺利地进行顶进工作，此方案还节约吋间和造价。但拔管吋应注意几个问题：在管道冋退前，顶管必须保持前后滑动，以防止管道周边的土层沉积固结，同吋需不断向管道与土层之间的空隙内补充触变泥浆，保持泥浆套的存续。每个中继间每日启动15-20次

7、，启动距离20cm左右；顶管冋退后，前方将形成空洞，为防止管道上部土体坍方，需及吋注入填充物，保持上部土体的稳定。填充物要求很高，必须具备良好的流动性,也需要有一定的强度承受上部水土压力；填充物强度也不能太高，以免顶管恢复顶进时切削困难，填充物由粉煤灰、膨润土、水泥和水拌制而成，实验配合比为300：25：25：350o机头尾部退至洞口吋，在洞口前施一道钢板桩墙，以堵住空洞内注入的填充材料在上部水土压力下通过洞口涌入工作井内，然后将机头由洞内取出，再吊至地面对机头进行检查维修处理。(2)采用在顶管机头上方开挖竖向通道进行维修机头