谈顶管施工常见问题及其防治

谈顶管施工常见问题及其防治

【摘要】根据顶管施工技术的发展情况，总结了顶管施工的原理和特点，顶管施工的适用范围和常见问题及其防治。

【关键词】顶管施工常见问题防治措施

随着我国经济的快速发展，城市建设规模越来越大，在施工过程中，常常会遇到管道穿越路面，由于受到交通条件的限制，给施工带来了一定的难度，在管道穿越过程中常用的施工方法有明挖法和暗挖法两种，明挖法在城市施工中会对周围的交通和居民出行产生一定的影响，容易出现工程事故，因此目前常用的施工方法为顶管施工。本文就顶管施工中常见的质量问题进行探讨，并提出防治措施。

一、顶管施工的原理和特点

1、顶管施工的基本原理

顶管施工多为机械化施工，往往采用封闭式顶进的施工方法，通过土压力平衡、泥水平衡、气压平衡等满足施工要求。

2、顶管施工的特点

（1）顶管施工技术作为非开挖技术，不需要开挖地面，对土质要求低，能穿越城市道路，具有一定的安全性；（2）保护环境，在城市道路下进行顶管施工时，不需要对地面进行开挖，不影响到路面的交通，对周围的环境影响也较小；（3）在暗挖过程中，对道路地基土的扰动较小，管道的埋设不会产生差段变形，管道寿命比明挖法长；（4）顶管工艺不仅仅用于管道的铺设，同时在管棚施工方面也具有很大的优势；（5）顶管施工中的总推力较小，尤其是在粘土层内表现的更为突出；（6）工作坑内的作业环境比较好，作业比较安全；（7）由于顶管施工的连续性，作业速度比较快；（8）施工噪音小，对周围环境影响小。

但是顶管施工也存在一些不足：①施工环境情况多变，需要施工技术人员实时做好判断，提出改进措施，方能保证施工顺利进行；②当顶管施工中有多种曲线相互组合、曲线半径小时施工就相对困难；③在软土层中，顶管施工容易偏离设计，同时校正比较困难，管道容易产生不均匀沉降；④推进过程中如果遇到了障碍物，处理这些障碍物也相当困难，在覆土条件下显得很不经济。

二、顶管施工的适用范围

当在城市交通繁华地段进行施工时，往往无法采用开槽工艺进行地下管线施工，因为开槽施工会对周围的交通产生一定的影响，同时施工场地面积大，影响到周边居民的正常生活，在开槽施工时，需要对槽壁进行支护，会需要大量的支

护费用；在弃土运输、堆放上都存在问题，为了避免这个问题，往往采用顶管施工工艺，进行地下管网施工。

随着工业经济的发展，城市人口迅速膨胀，工业生产所产生的污水直接排放，导致江河水源受到严重污染，严重影响到周边居民身体健康和农业生产，在城市污水系统埋设过程中往往需要使用顶管施工工艺。

三、顶管施工常见问题及其防治

1、工具管出洞

（1）原因分析

在顶管施工过程中，由于对地下环境不够了解，施工往往存在较大的不确定性，施工技术人员需要根据施工实际情况采取相应的措施。如果在设计中工具管外径小于洞口直径，地下水就会通过空隙流入到工作井内，因而会引起洞口上部土体坍塌，出现安全事故。

（2）防治措施

为了确保工具管的出洞安全，在地下水含量丰富的地区，在出洞前应该对周围底层进行降水处理，排除地下水后将洞口附近的土体进行加固，尽量避免泥水流失造成地面坍塌，同时需要在洞口附近一定范围内采用高压旋转喷枪进行注浆，当洞口加固后，然后在工作井壁面出洞口的预留位置上凿出混凝土和砖墙，将工具管机头顶入到凿出的洞口，从而实现工具管的顶进。

2、管道轴线偏差过大现象

（1）原因分析

地面受到阻力不均匀，导致工具管在顶进过程中受力不均匀，出现了导向偏差，顶管后背出现位移或不平整，最终导致顶力合力线出现偏移，造成管道轴线偏差；千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，使顶力合力线及管道轴线发生偏差。

（2）防治措施

在顶管施工前，施工技术人员应该对地质条件报告进行熟悉，并对通过管道的地质带进行详细调查，设置测力装置，指导纠偏，在施工过程中，测量人员应该对顶管施工进行实时测量，发现出现偏差应该及时纠正；重新调整千斤顶行程、顶力，同时调整千斤顶的安装精度，始终保持顶力合力线与管道中心线相重合；对顶管后背进行加固处理，对施工进行质量控制，保证后背不发生位移，并应使后背平整。

3、地面沉降与隆起现象

（1）原因分析

在顶管施工前，需要对断面进行取土开挖，使得掘进机推进压力与开挖土体压力不平衡，最终造成地面沉降或隆起；管道在安装过程中出现偏移中心线，在顶进过程中出现受力不均匀破坏；测量人员在发现偏移后，纠偏不当也会造成底层土体的损失；管道外围环形空隙引起里层土体损失，或顶管完成后没有及时进行泥浆置换，造成土体损失；管道接口不严密，造成水土流失等。

（2）防治措施

在施工前，施工技术人员应该根据地质勘查报告对工程地质条件和环境情况进行复查，根据勘查报告制定切实可行的施工方案，同时对周围的建筑物进行沉降观测，一旦出现问题，应该立即停止施工，并采取有效措施；在顶进过程中，设置测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前段土体的压力平衡；严格控制顶管轴线偏差，在顶进过程中，应该及时注入润滑支承介质填充管道外围环形空隙，防止泥浆涌入到之间的空隙；施工结束及时用水泥或粉煤灰置换内部的润滑泥浆；严格控制管道接口的密封质量，防止出现渗漏。

四、顶管施工应注意的事项

1、顶管施工应该按照“先挖后顶、随挖随顶”原则进行，保证施工作业的连续性，一旦出现了施工间隙，就会增大顶进的阻力，影响到施工进度。

2、做好首节管道的顶进施工，因为其顶进的方向和高程将直接影响到整段管段顶进质量，应该做到勤测量、勤检查，及时矫正偏差。

3、要安装顶铁，保证顶铁无歪扭现象，每次回收活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使得连接的顶铁数目最少。

4、顶进速度：根据实际施工经验，在正常顶进条件下，顶进速度为2.5-3.5cm/min，如果遇到障碍物或者地基加固土时，顶进速度应低于1.0cm/min。

5、测量：施工管理人员应该按照设定的管道中心线和工作坑做好地面与地下测控系统的建立，顶进坑内设置由地面水准点隐去的临时水准点，在交接班时进行仪器高程的校对与调整，保证顶进轴线由设计管道中心引入到坑内。测量仪器架设在坑的后部，每个顶程结束后必须全线复测、绘制管道顶进轨迹图，并由施工质监人员检查复核。控制点设在不易扰动、视线清楚、方便校核的地方，并加以保护。

6、纠偏：顶进纠偏可采取调整纠偏千斤顶的办法进行编组操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩方法，反之亦然，如同时有高程和方向偏差，则先纠正偏差大的一面。当发生较大的偏差时，施工管理人员应该根据偏差发生的趋势合