原水管下大型顶管清障对接施工技术

由于此 障碍物 位 于原 水管 的下 方 ， 且原 水 管 管 径 较 大 。施 工 稍 有 不 慎 ， 可 能 影 响 原 水 管 的 运 行 安 很
忙， 车流量大 ， 比较， 经 确定采用非开挖顶管法施工 ， 顶 进长度为 ５８ｍ ５ 。管材采用“ ” Ｆ 型钢承口式钢筋混凝土
管， 管径为 Ｄ ２０ 。施工 范 围 内的地 基 土属 于第 四纪 Ｎ ２０ 沉积物 ， 覆 土深 度约 ８０ｍ， 道位 于 淤 泥质 粉 质 管顶 ． 管
０５Ｉ 筋 混 凝 土 后 座 ， 加 铺 ５ Ｏ ａｘ４３ × ． ３钢 １ 并 ． ０ｎ ．０ｍ
０ ０ ｌ 钢 板 。 ． ５ｎ 厚
２ ２ 对接 区加 固处 理 ．
管的左右两侧分别打设 ２根 ６ ５ ｍ的灌注桩 ， ８０ｍ 灌注
桩 自原水 管 中心 标 高 向 下 ， 长 １． ｌ 桩 ０ ５ｎ。桩 顶 向 下 ２Ｉ范 围 内 的 主 筋 为 １＋ ２ ｍ 箍 筋 为 ＋ ０ ｍ Ｉ Ｔ ６ ２ ｍ， １ ｍ ＠２ ０ｍ 桩 底 以上 ３ｍ 范 围内 的主筋为 １犯 ２ｍ ０ ｍ， ２ ｍ， 箍筋 为 ＋ ０ ｒｍ＠ １０ ｍ 中 间 部 分 的 主 筋 为 １ １ ｎ ５ ｍ， ６ ６ ２ｍｍ＋８ ２ ｍ， 筋 为 ＋ ０ｍ ２ ＋ ８ｍ 箍 １ ｍ＠ １５ｍ 加 强 ２ ｍ， 筋 为 ６１ ｍ＠ １０ ｍ（ 图 ５ 。 ４ｒ ａ ５０ｒ 见 ａ ）
为原水管底部下 ０５ｍ至原水管中心标高； ． 在北侧基坑
图 ４ 对接区土体加 固范围示意图（ ｍ）
内的原水管底部下浇筑 ０ ５ｌ ． ｌ Ｉ厚的混凝土承台， 混凝土
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中 丛工 回’
刘 勇章 军黄 明原 管 大 顶 清 对 施 技 振 ，拥 ，金 ：水 下 型 管 障 接 工 术
匾 稽二 ： 丰
钢筋
方的旋喷桩长度为 ６４１（ ． ３地面至管顶 ） 其余部分桩 ３ ，
ｂ 剖面示意图 ）
ａ 平面示意 图 ）
长 １． Ｉ桩底标高与井底板下注浆区域齐平 ） ５６Ｉ（ Ｔ 。 同时 ， 为确保机头进洞时的安 全和减小对旁边道
图 １ 障碍物示意 图【 ｍ）
关键词 ： 顶管施工 ； 管道保护 ； 反顶清障 ； 地下对接 中图分 类号 ： Ｕ ９ ． Ｔ ９０ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ０ ４— ６ ５ ２ １ ） ６－ ０ ８— ３ １ ０ ４ ５ （０ １ ０ ０ ３ ０
１ 工程概 况
２ 施工方 案
西干线改造 工程 是 上海 市污水 综合 治理 重 大项 目 之一 。该工 程 富长 路 段 （ 富 路一 泰 和 西 路 ） 通 繁 共 交
开挖 基坑 回填后 再进 行 压 密 注浆 ， 以填充 原 水 管 及 混 凝 土 承 台 与顶 管 之 间 的空 隙 ， 少 土 体 的 后期 沉 降 ， 减 避免 原水 管 的损坏 。
２ ３ 顶进 施工 准备 ．
两机头接拢 。在顶 管对接后将 注浆 管通过管节 上预
留的注浆 孔插 入管 道 周 围 的土体 中 ， 向管外 土 体 进 行 压密注浆 ， 以填 充 管 道周 围 的空 隙 ， 保 注 浆 加 固效 确
原 水 管下 大型顶 管清 障对接 施 工 技术
刘 振 勇 ， 章 拥 军 ， 黄 金 明
（ 上海市城 市排水有 限公 司， 海 ２０ ３ ） 上 ０ ２３
摘要 ： 在顶管施工过程中遇到障碍物是较 为常见 、 也是较为棘 手的问题 。介绍 了上海西干线改造工程中 Ｄ ２０ Ｎ ２ ０钢筋混
２ 第 期 ０ 年 ６ １ １
承 台的底 板 内设置钢筋 网 ， 并与两侧灌注桩 连接 。 在 加 固支墩后 ， 确保 原 水 管及 混 凝 土 承 台下 方 为 土 体密 实 ， 在基 坑 回填 后再 对 原 水 管及 混 凝 土 承 台 需
时需 加 局部气 压 。在机 头后 部 设 置 的 ２道 气 闸 门 ， 就 是 用于 气压条 件下 清 障和减压 操作 。 ２ 机 头顶 进措 施 。在 清 除机 头 正 面 的桩体 时 ， ） 当 桩体周 边 的土体 有松 动 和坍 落 迹象 ， 立 即在机 头 前 则 焊接 向前延 伸 的弧形 钢 板 ， 支撑 机头 前 方 的 土体 不 以 坍落 ， 到边 挖 边 撑 、 做 随挖 随撑 。在 清 除 完 ｌ排 桩 体 后 ， 前方 土体 无 异 常 变 化 ， 启 动 主 顶 将顶 管 继 续 若 则
施工 前调查 发 现 ， 工 范 围 内有 ｌ根 Ｄ ２ ０ 施 Ｎ ６ ０原
水管 。本 施工顶 管从 该 原水 管 下 方垂 直 穿 越 ， 管管 顶
顶与原水管管底净距离为 ２０ｍ， ． 不影响顶管的正常
施工 。开 始施 工时 ， 相关 的各 种设 备 技术 参 数 均 在 正 常 范 围内。 当施工 至 Ｄ ２０ Ｎ ６０原 水 管 下 方 时 （ 进距 顶 离 为 ５２Ｉ ）顶 力 突然剧 增 ， 管 机头 无 法继 续 前 １ ｎ处 ， 顶 进 。经 过开 挖 查 明 ， 工 障 碍物 为 Ｄ ２０ 施 Ｎ ６０原 水 管 施
为确保在破 桩及机头对 接时 ， 破桩及机 头对接 区域
的周边土体有 良好的隔水效果 ， 在原水管的南北两侧沿
原水管打设高压旋喷桩进行隔水。同时在 ２ 机头的两 侧也需打设高压旋喷桩 ， 并需相互搭接， 以形成 １ 个封 闭的整体。为防止地下水从顶管底部渗出， 除反顶机头 上方的高压旋喷桩打设至机头顶部 ０５ｍ处以外 ， ． 其余
１ 土体隔水加 固 。图 ４为对接 区土体加 固范 围 。 ）
Ｉ Ｈ
． 矩形原 水管支墩
填 捌 ８ 亳 彗 填土 充 － ３ 混 ． ５ 凝
Ｄ ２ ０］ Ｎ ２０ ￣
４ ５ ｍ灌注桩 ８０ｒ ｎ
图 ５ 原 水 管 防 沉 降措 施 图 （ ｍ）
在原水管两侧分别 开挖 ２ 个基坑 至原水管底部 ０５ｍ ， ． 处 基坑范围为沿原水管方向宽 ５ｍ， 沿顶管方向 长 ４ｉ 。然后在南侧基坑内浇筑 １ ｎ 块混凝土承台， 高度
通， 但管位在本段顶管上方 ， 无法作 为后靠。因此 ， 需
对 原设 计 接 收 井 后 靠 土 体 进行 加 固。加 固区 域 为 井
原水管支墩
、
北侧 的围护桩 外 ， 道两侧 各 ３１。加 固措 施 为打设 ５ 管 Ｉ Ｔ 排 １０ ０ｍｍ＠８ ０ ｍ 的高压旋 喷桩 ， ０ ０ ｍ 已建 成管 道 上
的高压旋喷桩全 部需打设至顶 管底 标高下 ３０ｍ处 。 ．
２ 原水管底部土体加 固。先利用抢修原水管时 ） 开挖 的基坑 ， 在机头顶部至原水管包管下方的空 间里
插入 压 密 注 浆 管Leabharlann Baidu 行 双 液 注 浆 。 由于 此 处 地 下 水 较
多， 流动性强 ， 且有大量明水涌出， 故将这些注浆管 留 在该处 ， 准备随时注浆 。压密注浆采用水泥和水玻璃 双液型混合液， 材料采用 ４ ． ２ ５级硅酸盐水泥 ， ３ 掺 ％ 水玻璃和 １％ ～ ０ 的粉煤灰 ， ０ ３％ 浆液注入率为 ２ ％， ０
图 ２ 主 要 施 工 工序
２ １ 原接 收井 加 固改造 ．
工后遗留的钢筋混凝土预制方桩（ 桩身尺寸５０ｍ ０ ｍ ｘ ５０ｍ ， ０ ｍ）顶管从桩群中穿越 ， 其平面示意图和剖面示
意 图如 图 １ 示 。 所
ｅ Ｉ ０原水管 Ｄ ６０
１接 收 井 外 土 体加 固 。原 设 计 接 收 井 显然 无 法 ） 承 受 顶 管 的反 力 ； 时 ， 收井 另一 侧 的顶 管 虽 已贯 同 接
第 ６期（ 总第 １ ６期） ５
２１ ０ １年 １ ２月
中 磺譬 网彳 靠
ＣＨＩ Ａ Ｎ ＭＵＮＩ Ｉ Ａ Ｃ Ｐ Ｌ ＥＮＧ ＮＥ Ｉ Ｉ ＥＲ ＮＧ
Ｎｏ ６ （ ｅ ｉＩ ５ Ｓ ｒ ａ Ｎｏ １ ６）
Ｄｅ ２ ｃ ０１ １
Ｄ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ４－ ６ ５ ２ １ ．６ ０ ５ ＯＩ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ４ ５ ．０ １ Ｏ ．１ ｓ
度至顶 管管外底下方 ２ｍ左 右。 ３ 原 水管 防沉 措 施 。在 原 水 管 的 南 北 两 侧沿 顶 ）
２ 接 收井 内部 改 造 。在 洞 口加 做 一 道 钢 筋 混 凝 ）
土导墙 （ ． ｌ ３０ｍ× ． 。制作导墙时预埋钢 ５０ＩＸ ． ０ ３ｍ） ｌ 板 ， 圆周上均布 Ｍ１ 螺栓（ 在 ６ 分布 圆 ８ ｍ， ３ ０ｍ 孔距 ２ ＜４０ｍ 。顶进施工前安装橡胶止水带及止水带钢 ０ ｍ） 压 板 ， 固压 板螺钉 。井 内现浇 ｌ块 ５０ｉ ４ ３ｉ 紧 ． ｎ× ． ｎ×
全， 造成原水管的开裂和坍塌 ， 大面积地影 响居 民供
水， 后果 十 分 严 重 。为 了彻 底 解 决 问题 ， 用 从 原设 采
计接收井反向顶进 、 清障对接方案 ， 同时需预先做好 对原水 管 的保护措 施 。主要施 工工 序如 图 ２所 示 。
黏土或淤泥质黏土中， 土体受扰动后强度迅速降低。
凝土顶管穿越既有原水管下钢筋混凝 土桩 的处理方法 。实施过程主要包括对 原接收井 的加 固改造 、 接区土体 隔水 加 对
固、 既有 原水 管道 的保护 、 反顶清障等 ， 从而实现地下对接。结 果表明 ， 用外部注浆 和内部清障相结合 的方 法 ， 采 可达到
隔水加 固的 目的， 施工安全有效 。
注浆 压力 为 ０ ３—１０ＭＰ ， ． ． ａ水灰 比为 ０ ５～ ． ， 浆 ． ０６注
孔 间距 为 １ ０ｍ。 ．
随后对位 于顶管管 位处 的原 水 管下方 土体 采用 斜
图 ３ 原设计接 收井后靠土体 加 固示意 图（ ｍ）
插 Ｏ ｎ高压旋喷桩进行加固， 固长度为 ９Ｉ， ０ｉ ｎ 加 ｌ ｌ 深
第一作 者简 介 ： 刘振 勇（９ ８ ） 男 ， １７ 一 ， 工程师 ， 士 ， 究方向 为 博 研
排水结构。
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中 放ｚ ｅ 彳
刘 勇章 军黄 明原 管 大 顶 清 对 施 技 振 ，拥 ，金 ：水 下 犁 管 障 接 工 术
２１ 第 期 ０ 年 ６ １
面沉降造成空洞或塌陷现象 。
向前 顶进 ， 到随清 随 顶 ， 步缓 慢地 向前 推进 ． 至 做 逐 直
下方与顶管上方之 间的土体进行压密注浆加 固。利 用 抢修 原水 管 时开挖 的基坑 ， 原 水 管两 侧 将 注浆 管 在 水平插入原水管与顶管之间的土体中 ， 并将注浆管引 至地面。当原水管两侧 的混凝 土承台浇筑完成并将
收稿 日期 ：０ ｌ一 ７—２ ２１ ０ ８
路交通的影响 ， 对洞 口土体也进行 了加 固。洞 口土体
加固采用 ３ 排 ｌ ０ ｍ ０ ｍ的高压旋喷桩 ， ０ｒ ＠８０ｍ ０ ａ 宽 度为管道中心线两侧各 ２５１， ． Ｔ 桩长 １ 。这样 ， Ｉ ３ｎ ｌ 既可
以防止 机头进 洞 时水 土直 接 流入 机 头 ， 可 以 防止 地 又
高压旋喷桩施工为三重管法 ， 采用 ４ ． ２５级普通硅 酸盐水泥 ， 水灰比为 ０ ８ ， ．５ 水泥掺量 ２ ％， ０ 喷浆加固土 体无侧 限抗压强度 ｑ≥１２Ｍ ａ ． Ｐ 。在满足高压旋 喷桩 。 施工工艺 的要求下 ， 尽量 降低压力 ； 三重管法高压水
射 流 的压力 控 制 在 ２ ． ａ 流 量 ＞ ３ ／ ｉ， 泥 ０ ０ＭＰ ， ０Ｌ ｒｎ 水 ａ 浆 液 流压 力取 １０ＭＰ ， ． ａ 流量 ＞２ ｒｎ 气 流压力 取 ５Ｌ／ ｉ； ａ ０ ７ＭＰ ，提升 速度 控制 在 ０ １ ｍｎ 见 图 ３ 。 ． ａ ．５ｍ／ ｉ（ ）