吉群
江苏省靖江市滨江新城投资开发有限公司 江苏靖江
摘 要：顶管是一项用于市政工程建设的非开槽掘进式管道铺设施工工艺。优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工占地小，噪音小，而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等，地下情况的复杂程度难以预料，给顶管带来风险。结合工程实际案例，浅谈一下现场处理方案及总结。
关键词：顶管 事故处理
顶管是一项用于市政工程建设的非开槽掘进式管道铺设施工工艺。优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工占地小，噪音小，而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等，地下情况的复杂程度难以预料，给顶管带来风险。
结合工程实际案例，浅谈一下现场处理方案及总结。本案例为金沙路段~顶管，顶管材料为DN1400钢管，向北连续穿越河道和蟹池，顶至JE1-8#接收井，全长302米。管道中心标高-3.20，河床标高0.35。JE1-9#工作井距北侧河道20米，距东侧鱼塘13米。
一、案例过程
JE1-9#工作井按设计图纸施工，达到顶管施工要求。顶管施工班组完成设备安装、调试、定位、割桩开洞口等一系列准备工作。第一天顶管设备调试与顶管钢管连接，晚上磨桩进洞，第二天下午6时已完成第3节钢管焊接，顶管一切正常。第三天下午第4节钢管进入河床后，因河床土质松软，顶管机头难以控制，导致机头下沉了10cm，顶管班组随即采取合理纠偏措施，在纠偏过程中，因管顶覆土层不足，导致顶管机头上方河床发生透水，后发生决堤。现场施工人员发现北侧河水窜入，大量河水涌入井内，为保证安全，施工人员从工作井内撤出。晚上23点整个9号工作井涌进的河水与河道内水位持平。
二、原因分析
1、顶管前连续多天大到暴雨，河床水位高，且高于9号井钢板桩设计高度；
2、土壤含水率高，河床土质松软；
3、北侧河道内顶管上部有效覆土层不够，该处顶管河底标高0.35m，顶管管中心标高-3.20m，管顶标高为-2.49m，覆土为2.84m。而后经调查该河底淤泥深1.1m，实际管顶有效覆土层只有1.74m。
三、处理方案
1、组织勘探单位对顶管沿线进行地质勘探，为后期顶管提供地勘参考；
2、 增加河道段覆土层及河堤高度（河道内顶管上方搭上口宽6m、下口宽16m、剔除淤泥后高4m土坝）；
3、在河道南北顶管两侧各打两口深21m深井降水，降低地下土壤含水量；
4、对9号井高压旋喷桩北侧30m长顶管段土层进行注浆（掺水玻璃）加固。
四、针对该实例分析
本次顶管采用泥水式顶管机，该顶管机通过泥水在顶管机前端的工作舱获得一定的压力，用以平衡地下水和土压力。其最基本的原理就是改善了顶进方向土体的性质。泥水在压力泵的作用下进入工作舱中与前方土体接触，泥水渗透到土体中，使得土体紧密并形成一层泥膜，这样阻止了地下水往顶管机中流入，同时泥水具有压力平衡了土压力。
顶管过程中注浆主要起以下几个作用：一是润滑减阻，将管道与土体的干摩擦变为湿润摩擦，减少摩擦力；二是起到支撑的效果，顶管过程中通过管道预留的注浆孔压力注浆，注浆压力使管道周边土体变得稳定；三是可以通过注浆，向管道四周渗透泥浆改变不好的土质，防止管道下坠。注浆可以使外壁和土体之间的间隙形成一个稳定的、连续的“套”。
根据上述的一些原理分析本次案例，在穿越河道时，因河床底地质不均匀，导致机头突沉。班组在纠偏时，已然扰动了周边环境，压力平衡被打破。在采取纠偏过程中，舱内压力过高，而上方土压力不足，导致河床击穿透水。处置方案中首先采取清除河床淤泥，换填并筑高土坝。一是可以将井内水临时排除，二是加大顶管过程中上方土体。然后沿顶进方向河道南北侧增设深井降水，降低周边土体的含水量，这样一是降低了地下水压力，二是注浆后，能更好地改善周边土体形成一个稳定的封水“套”。考虑需要清理现场及设备维修，管道长时间处于静止状态，再次启动顶管是所产生的摩擦力较大，未避免对周边土体再次扰动，沿洞口顶进方向的30米位置进行掺水玻璃注浆加固。经过一系列措施完善后，该段顶管顺利顶进。
五、结 语
顶管前，应对顶进条件分析。特别是穿越河道、暗塘等地质多变的位置时要有详细的地质勘查及物探报告。特别像本次案例中应扣除淤泥层厚度，压力值按实际土层厚度计算，根据不同的土质调整施工技术参数；在进洞前做好止水系统，做好工作坑的排水系统，将水引出工作井以外。严格控制出渣量及顶进速度，力求机头压力平衡。按现场实际情况配置泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量的注入泥浆。顶管作业停顿期，注浆不能停。注浆可防止管道周边土体坍塌，导致摩擦力增大。严格控制顶管轴线偏差，勤测量、勤纠偏、小量纠。顶管过程中对周边环境严格监测。
参考文献：
1、杨明友，非开挖技术在二十一世纪中国管道建设中的地位和作用，2002，（2-3）：14-15
2、高乃熙，顶管技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1982
3、颜纯文，非开挖地下管线事故技术及其应用，地震出版社，1995：5-11