顶管施工过程中遇障碍处理方法

大口径顶管施工过程中遇障碍物处理方法

张国群邵敏

(杭州萧宏建设集团有限公司)、（杭州市七格污水处理厂工程建设指挥部）

摘要：本文详细地分析了大口径顶管施工过程遇到大量抛石等障碍物的处理方法。

关键词：顶管抛填块石FCEC全回转清障机

一、前言

南星水厂饮用净水技术改造及扩建二期工程，是为了解决下沙经济开发区缺水问题和钱江新城用水问题而实施的市政府重点工程。该工程的取水头部及取水泵站工程由我杭州萧宏建设集团有限公司承建。取水管采用顶管、水下埋管相结合的方式取水；穿越之江路、钱塘江大堤采用顶管方式，钱塘江面上采用水下埋管方式施工，顶管、水下埋管管径为DN2000mm。

顶管工程于2007年11月18日开始顶管，截止2007年11月22日共顶进22.2m，顶管工具管刚好位于之江路中间隔离带向南1m处，在该处出现大量抛填块石（最大粒径在80~100cm左右），经现场钻孔取芯后，发现之江路中间隔离带向南1m处开始向南（往钱塘江大堤方向）33m全部是抛填块石，块石层处于标高-2.5~-4.90m范围内，块石层刚好位于顶管轨迹范围。因大量抛填块石的存在，导致顶管工作无法进行。

发生顶管无法顶进情况后，初时采用了注浆、高压旋喷桩止水，清障

人员进入工具管清障的施工方案。经过反复的注浆、高压旋喷桩施工，并不能达到理想的效果。在三次注浆、旋喷桩施工止水失败后，决定直接采用深井降水，降低地下水位以满足清障要求。由于施工作业地点位于钱塘江边，受钱塘江水补给影响，深井降水一个多月后，效果仍很不理想，水位无法降低到顶管底部以下，仍无法进行清障。

经过多方面综合考虑，最终决定采用“FCEC全回转清障机”进行清障处理，这种设备安全、可靠、效率高，能完全清除顶管轨迹范围内的抛填块石。

二、FCEC全回转清障机施工

1、FCEC全回转清障机清障的优点在于：

⑴、驱动钢套管快速旋转钻进、切割、切削、分离减摩，施工速度快，安全性能好，无噪音、无振动、对四周无扰动、无影响、既安全又环保，满足了城市对环保的高要求。

⑵、由于地下障碍物具有不可预见性，无法完全准确探明。在清障的过程中随时会遇到不明障碍物（如钢砼、块石等）。只有具备将上述障碍物切割破碎的功能机械，才能保证清障的施工质量、安全和效率。FCEC 旋转驱动装置带动轴回转，回转力推动外钢套管旋转切割推进，外钢套管底端镶嵌钛合金钻头，具有强大的切割破碎能力。钢套管边回转边切削边推进压入，使周边物体土体分离，使摩阻力大大减少。障碍物清除后，进行回填，回填时要保证回填材料的密实度符合要求，确保障碍物清除后回填的稳定性和安全性。

⑶、钢套管旋转切割、切削，将障碍物及土体分离减摩，对周边土体

无扰动、无影响，保证施工质量、工期和安全。

⑷、FCEC清障机配置履带行走，移动便捷；钢套管可以通过多节连接，满足不同长度、规格的障碍物清除需要，灵活可变，最深可达70m、最大直径可达2m。

⑸、障碍物周围切削分离减摩，可准确地对桩进行定位，保证桩身的完整性，便于一次性清障完成，大大提高了清障的质量和工作效率。

⑹、FCEC清障机外钢套管旋转切削土体分离沉入法的清障备有预案措施，当在清障过程中发生障碍物未完全清除情况下，可以用外钢套管逆向钻进、内螺旋钻正转正逆同步旋转相绞对障碍物切削绞碎，外钢套管、内螺旋钻底端均镶嵌钛合金钻头，具有很强的挖掘力和破坏力，能将地下钢砼进行切割破碎，从而达到清除的目的。

FCEC全回转清障机施工现场

2、施工方案

针对本工程的实际情况，分三次进行清障施工（之江路南侧路面以北、之江路南侧路面以南、之江路南侧绿化带）。布桩要求：桩径1.5米，纵横向间距1米，钻孔深度在顶管底以下0.5米（桩长12.04～14.58米）。

根据现场实际情况进行定位放样，桩位用水泥钉直接打入路面，并用红油漆做好标记。具体桩位尺寸详见下图。

FCEC全回转清障桩位平面布置

DN2m顶管

桩径1.5m,桩长附后,

纵横向间距1m

（三）、材料准备

FCEC全回转清障机配置钢套管快速旋转切割切削沉入桩底（清障标高），通过专用设备将障碍物抓出钢套管外，然后在套管内回填粘性土（粘性土中掺入3～7%水泥），在回填过程中同时缓慢拔除钢套管，回填土必须夯实。

3、路面沉降观测

在FCEC全回转清障机清障过程中，做好沉降观测记录，测量频率为3~4小时一次，测量成果每次均上报监理、业主单位。路面沉降允许6cm，报警值为4cm，达到报警值后应立即停止施工，并通知监理、业主、设计单位商议处理方案。

布点方法：顺顶管轴线方向每5米设两个沉降观测点（横向距离轴线

每边各2.5米），点位用水泥、钢筋直接打入地面，并用红油漆做好标志。

三、结束语

本工程通过采用“FCEC全回转清障机”进行清障作业，安全、可靠、高效、完全清除了顶管轨迹范围内的抛填块石，克服了顶管因抛填块石存在无法顶进的难题，取得了良好的效益。

参考文献：

⑴《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；

⑵《给水排水工程施工技术探新》（中国建筑工业出版社）；

⑶《地基与基础》（第三版）（中国建筑工业出版社）。