顶管施工中如何减小对相邻管线的影响

顶管施工中如何减小对相邻
管线的影响
作者:李艳
顶管施工中如何减小对相邻管线的影响
【摘要】顶管施工中,当近距离遭遇地下管线时，会对相邻地下管线位移产生影响。

我们要从顶管施工工艺源头开始,做好顶管顶进速度控制措施、纠偏控制措施，妥善处理好顶管与地下管线关系,使管道顺利顶进并且保护好地下管线。

【关健词】顶管地下管线位移控制措施顶进速度纠偏控制
随着社会发展,长庆油田输油管道经过多年建设,地下管线日益增多，在一些频繁区域形成复杂的地下管网。

在新建管线顶管穿越施工过程中，当近距离遭遇地下管线时，施工区域受到限制，顶管施工会对周围土体产生扰动，引起土体移动，带动相邻的地下管线产生移动，不可避免地会对相邻管线产生危害。

地层运动对地下管线的影响与顶管轴线和地下管道的位置有关，当管道与开挖方向垂直或平行时，其影响最为显著. 1．工程概况
吴起-定边油房庄输油管道工程吴起段管线中，桩号WD1—18至WD1—19计8m，WD1-43
至WD1—44计10m，WD1—50至WD1—51计10m,三处管线均需穿越油区沥青路。

原设计管道穿越方式为大开挖，但是由于施工区域处于采油三厂、采油六厂油区道路，为避免影响厂区生产将穿越方式设计变更为顶管穿越。

以桩号WD1-18至WD1-19为案例，顶管穿越时将遭遇Φ219、Φ114两根管线，其方位都是与吴起段管线Φ323.9管线并行。

2．地质情况
管道所经区域为陕北黄土高原地区，区内黄土堆积厚度大，结构疏松，沟壑纵横，梁峁起伏,坡面陡峭，地形破碎。

根据现场勘察描述管道沿线的地形、地貌、地层岩性及管道对工程地质条件的要求,可将其分为黄土梁峁、黄土陡坡、黄土崾岘和黄土冲沟四个工程地质区段，地形起伏较大，勘察深度内主要地层岩性:1、新近堆积黄土：粉土，浅黄色，稍湿,稍密,风积成因，含虫孔和植物根孔,表层可见大量植物根系,揭露厚度0。

6—1.2m，岩土工程分级二级。

2、马兰黄土:粉土，褐黄色，稍湿,稍密，风积成因，含虫孔和植物根孔.
3．施工方案具体实施
顶管施工前，通过测量明确穿越位置及与两根管线所属区了解管道的确切埋深.在穿越处测量放线，选择一侧平整一块场地开挖工作坑,另一侧为接收坑。

将液压设备安装就位,安装铁轨，吊装混凝土管，利用液压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程,退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入顶铁或套管继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑，然后拆除设备，清洁管内余土，进行其他施工.
施工主要技术措施：
1）由于地下管线与顶管工作井距离近，且埋深较浅,顶管穿越位置处于老油区，来往车辆很频繁。

为避免车辆的频繁进出对地下管线造成不利影响，在管线上方放置一块钢板。

2)根据图纸顶管穿越管线的路线桩号，依据现场施工环境定出工作井的开挖边界。

3)采用人工开挖工作井，工作井的宽度根据顶管的直径，在顶管下放后两边各留出1m的距离；工作井的深度应要考虑以下几个方面：地下管线的位置，顶管上部至路面预留的厚度，顶管的直径，导向轨的高度及基础的厚度。

基坑挖好后,平整、夯实,使坑底土质均匀.接下来的工作依据常规做法是在做好垫层后，再浇筑导向轨混凝土基础和千斤顶支墩，在混凝土凝固并安装好相关设备后再进行施工.但是因此次施工是短距离顶管施工，根据现场实际情况，对工作井施工进行了较大的调整。

首先在两边打入钢板桩，在挖好基坑并做好支护后，直接铺设30cm左右厚的碎石层,密实后铺上25mm厚的钢板，用水准仪找平后与两边钢板桩连接加固即可,然后将导轨、千斤顶支架固定在钢板上。

4）采用吊装机吊装钢筋混凝土套管，在吊装地面10cm左右时，确认安全后方可起吊，下管时坑内严禁站人，当套管距导轨小于50cm时,操作人员方可进入坑内工作,套管搁置在导轨上时，技术人员、质量员、安全员应检测中线和标高、坡度及各项工作无误时方可施工。

5）顶进要缓慢循序渐进，要随时掌握导轨上的中心线、坡度和高程。

如有偏差应立即停止顶进，待校正后方可继续顶进。

套管进入土层后，削土人员自上而下分层开挖，管下部135°范围内不得超挖。

管顶上部超量不得大于1。

5cm，管前不得超过套管50cm，所挖土方应及时运出管外.顶进时，应防止套管转动，临时停止顶进时，应将套管头的喇叭口全部切入土层。

管道的顶进应连续作业.如套管前方遇到障碍或后支座变形严重和顶铁发生扭曲现象，管位偏差超出规定范围较大且校正无效等，应暂停顶进，并应及时处理。

4.地下管线位移控制措施
如果顶管施工现场控制得非常好，则对周围地下管线的影响会非常小,但顶管施工过程中管道周围的土体会受到千斤顶顶进力、纠偏荷载等作用,使得土体天然静止平衡状态被破坏产生应力发生移动.而土体的移动势必会影响到周边管道，使得相邻的平行地下管线产生移动。

在顶管施工中我们要从顶进速度、纠偏等几方面因素控制地下管线位移。

顶进速度控制措施
顶管与两根地下管线距离相近，两者之间没有场地可供设置连续的地面沉降监测断面，因此，要随时注意顶进速度的控制。

在确保顶管正面变形控制良好的情况下，不断调整顶进速度,使顶管均衡匀速地穿越.顶进速度不宜过快，否则产生偏差后不易纠正；也不宜过慢，以防出现坍塌。

纠偏控制措施
顶进轴线偏离原来的轴线方向，产生侧向纠偏荷载。

施工中纠偏表现为掘进机对拟偏转方向一侧土体产生挤压,同时在另一侧产生间隙，引起土层位移.顶进轴线偏差引起的纠偏动作会造成较大的地面沉降，故在顶进操作时，仔细分析现存偏差及发展趋势，谨慎纠偏,确保管道偏差控制在尽可能小的范围内.
根据三维有限元方法，我们可以知道除上述两点外，地下管线离顶管距离的远近、不同管材、地下管线埋深都对其位移也是有影响的。

离顶管轴线距离对地下管线的水平位移影响要比竖向位移大;不同管道材料对地下管线引起位移从小到大排序为:钢管、铸铁管、混凝土管、PVC管;钢管埋深在0～6m范围内时,随着钢管埋深的增加，水平位移先增大后减小,竖向位移随着埋深的增加呈反S型，先增大后减小；在土质不宜进行顶管施工的环境下，我们可以通过改变土质有效地控制地下管线位移.
5。

结束语
顶管施工时遭遇地下管线，我们应从施工方案开始有所更改,使施工更易进行，节约时间和成本。

要保护好地下管线，要从对他位移有所影响的因素着手，做好控制措施.在顶管施工前，要探测清楚地下管线的具体位置，做好施工范围土体勘测，从细节入手,制定出详细的施工方案；在顶管施工中,对顶进速度和纠偏做好控制。

参考文献：
[1]王维升，顶管施工的技术管理，非开挖技术，2004,98。

［2]余振翼，魏纲，顶管施工对相邻平行地下管线位移影响因素分析，岩土力学，2004,443—445.。