序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的工程頂進中遇障的處理方案對比分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

0前言

泥水平衡機頂管工藝作為一種成熟的非開挖施工工藝,目前在市政管道工程中的應用越來越廣泛。但是在實際頂進過程中,由于地勘鉆孔間距較大(一般在50~100m),地下障礙物物探摸排成果有限,實際場地地質情況較復雜等因素,頂管頂進過程中可能會遇到孤石、廢棄樁基、古樹根等地下障礙物。本文以南寧市某補水工程中的頂管工程為例,介紹了頂管頂進過程中遇到地下障礙物后處理方案的對比分析,為今后類似的工程案例提供了參考與借鑒。

1工程概況

1.1工程背景

擬建南寧市某補水工程中DN2000頂管工程,頂管段共計3段,總頂進長度約580m。頂管穿越的主要地層為②層粉質粘土、⑤層粉質粘土。②層粉質粘土以硬塑狀為主,局部為可塑狀。⑤層粉質粘土以可塑狀為主,局部為軟塑狀。頂進管材為DN2000鋼管,壁厚22mm,管頂覆土為6~8m。

1.2遇障情況

本工程中的頂管遇障段為3段頂管工程中的K0+072.95-K0+390.13段,見圖1。該段頂管下穿創(chuàng)新路東段(現狀公路)與現狀公園。頂管工作井位于創(chuàng)新路東段東側,頂管接收井位于公園綠地西側。在頂管頂進至樁號K0+350時,頂管機機頭遇到不明障礙物,電機功率突然增大,機頭往左側偏移,造成鋼管局部出現內凹,經第三方檢測單位現場實測,變形量達170mm。此時距離K0+390.13處的頂管接收井尚有約40m。頂管機遇障后,進行了補充地質勘查。根據補勘報告,該地下障礙物可能為木炭沉積物或古樹根群。

2清障方案

根據頂管機機頭向左側發(fā)生較大偏移變形的情況,可判斷該地下障礙物位于頂管機頭右前方0~1m,位于地面以下約10m深。針對該地下障礙物,進行了清障方案比選,結果如下。

2.1地面清障方案

方案一為在地面采取全套管全回轉鉆機鉆進至障礙物標高,破除地下障礙物后,回填鉆孔,再由頂管繼續(xù)頂進的方案。該方案的優(yōu)點在于鉆機占地面積小,清障效率高,其施工重點在于鉆機清障過程與鉆孔回填土的回填質量。鉆機清障過程采用了全套管跟進,避免出現塌孔的現象;清障完成后的回填土需慘入4%~7%的水泥,回填土每堆高3m后應用重錘夯實后再繼續(xù)回填,清障孔底部1m范圍內的水泥摻量可適當加大,以確保頂管機頭后續(xù)頂進過程中不會出現偏轉。但是,該方案也具有不確定性。出現障礙物后對鉆探點間距加密至15m之內,仍然不排除在鉆探點之間還有其他古樹根群或者其他障礙物出現。同時,該項目中機頭已經發(fā)生了多達170mm的偏移變形,給頂管機繼續(xù)頂進造成了較大困難;且在后續(xù)頂進過程中可能會發(fā)生糾偏困難甚至無法糾偏的情況。此外,經市場調查,當地沒有能適用于該工程的全套管全回轉鉆機,需要從外地調運設備,周期長,造價高。

2.2開挖基坑后埋管方案

該方案采取從地面開挖管道基坑,挖出頂管機頭后,將后續(xù)40m管道采取埋管的方式進行敷設,最終接入頂管接收井?；娱_挖深度為9.4m,坑頂放坡高度1m。支護采用鋼板樁支護+三道鋼支撐的基坑圍護形式。鋼板樁長度18m,鋼支撐采用?609mm鋼管,間距6m。鋼板樁與接收井、管道相交處設置兩排?700mm高壓旋噴樁止水帷幕,坑外設置8口應急疏干降水管井。基坑支護平面布置、支撐平面布置及基坑剖面如圖3~圖5所示。該方案將剩余頂管段改為采用明挖基坑的方式進行敷設,是針對該項目中剩余頂管段長度僅40m這一特殊情況作出的備選方案。因為剩余頂管長度不長,使得該方案具有一定的經濟可行性。同時,該方案避免了后續(xù)頂管可能再次出現障礙物或糾偏困難、無法糾偏等情況的出現。且該方案的施工難度低,施工周期短,不需要外地調運設備,現場的人、材、機即可充分滿足施工要求。但是,該方案也存在施工占地面積大,需要與綠地公園方協調施工用地與臨時便道問題。

2.3方案比選

綜上所述,方案一與方案二的比選如表1所示。地面清障方案(方案一)為頂管機遇障后的常用處理方案。但是針對該項目中頂管機已發(fā)生較大偏轉變形導致頂進困難,后續(xù)頂進過程中可能會再次遇障,且需要外地調運設備的情況,該方案就不再適用。同時,頂管機遇障處距離接收井僅40m,明挖埋管的基坑工程量較小,施工難度小,周期短。根據與公園方協調的結果,公園方同意臨時借地。由此凸顯了開挖基坑后埋管方案(方案二)的優(yōu)勢。故根據以上方案比選后,最終采用了方案二作為頂管機遇障的處理方案。

3實施效果

基坑開挖至設計標高后,將機頭吊出,后續(xù)管道按照原設計的路線采用埋管的方式順利完成。管道基坑變形較小,滿足相關規(guī)范的變形限值要求?；邮┕r破壞的公園綠地,在基坑回填完成后恢復。實踐表明,針對本工程,方案二達到了預期的清障要求。

4結論

(1)在地面采取全套管全回轉鉆機清障是處理障礙物的有效手段,但是也需要結合頂管機遇障的實際情況綜合研判其是否是最優(yōu)方案。(2)在針對頂管機頭已發(fā)生較大偏轉變形的情況,頂管后續(xù)頂進糾偏較困難,剩余待頂進長度不長時,可以采取明挖基坑后將剩余頂管改為埋管的施工方案。(3)大直徑頂管工程應加強頂管沿線的地下障礙物物探摸排工作,避免頂進過程中遇到障礙,減少頂管施工的風險與難度。

作者:何剛  高程鵬 毛煒 單位:南寧建寧水務投資集團有限責任公司 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司