摘 要 随着城市的发展，顶管工程在城市污水处理等工程中应用日益广泛，本文通过对昆明市城南片区（第七污水处理厂系统）管网土建工程顶管施工过程中遇到的几个问题及解决问题的方法的探讨，为以后同行业顶管施工中遇到类似问题提供一个解决问题的参考方法。
关键词 顶管；问题；解决方法
1 工程概况
昆明市城南片区（第七污水处理厂系统）管网土建工程是治理滇池污染的重大项目，工程主要通过顶管施工铺设污水管网，将城市生活污水引至昆明市第七污水处理厂进行净化处理后排入滇池。工程主要分为五段：第一段为十里长街污水管工程，干管管径为d1350 mm、总长385米；第二段为环湖东路～至七污厂污水管工程，干管管径d3000、总长296.4 m；第三段为大清河～环湖东路污水管工程，干管管径d2500、总长411 m；第四段为船房河泵站～红塔东路污水管，干管管径d1400～d2200、总长4.14 km；配套支管管径d1000～d1200、总长345 m。第五段为S-规划1路污水管工程，干管管径d1500、总长706 m。设计地质条件为泥炭质土层、粘土层、和粉土层，采用顶管法施工，管材采用钢承口式“F”型III级钢筋混凝土管，接口形式采取“F”型钢套环接口，契型橡胶圈止水。
由于城市地质条件复杂，施工中遇到较多问题，本文介绍了其中比较有代表性的3个问题，通过现场实际情况制定、实施了相应的解决方法。
2 顶管施工过程中遇到的问题及解决方法
2.1 管涌淹没工作井
2.1.1 问题
在第四段船房河泵站～红塔东路污水管施工过程中滇池路上w-13井至w-15井W1+911.966～ W2+091.677段干管管径d2000 mm顶管过程中出现管涌并淹没工作井。
此段顶管毗邻昆明市滇池路中心河道采莲河，顶管边界与河岸挡墙垂直距离为1.2 m，顶管管顶位于河道底标高下1 m，在工作井w-13井出发采取土压平衡法开始顶管10米后，发现顶管通过的土层为河岸填筑时的杂填土及块石，由于土压平衡顶管机无法处理大的块石，施工时采取拆除顶管机螺旋出土器，利用螺旋出土器口清理块石，期间由于采莲河河岸修筑时间较早，整体的河岸因为不均匀沉降产生大量裂纹，采莲河水浸入河岸内，顶管时发生管涌，由于处理块石拆除了顶管机螺旋出土器使顶管机无法封闭，采莲河水涌入顶管机内并将顶管机及工作井淹没。
2.1.2 解决方法
管涌发生后，为保证施工继续进行，采取了如下处理措施，使顶管施工继续开展。
1）在采莲河内w-13井至w-15井区段内搭设3条Ф500HDPE管渡槽，两端封闭，将区段内的水采取抽水机排除，确保顶管区段内水量、水压减小。
2）将w-13工作井内水抽干，由于土压平衡顶管机被水浸泡（管路受损）及管线方向障碍物较多需要更换顶管机，为保护管线上方绿化及道路，受损顶管机采取反顶方法从w-13工作井内取出，取出顶管机及退出混凝土管过程中利用顶管机上方维修孔向前方注入体积比为0.5：1的粉煤灰、粘土混合料，以避免退出顶管机及混凝土管后出现空穴引起上方土体坍塌。
3）自行制作敞开式顶管工具管，采用气压平衡法人工开挖，工具管内充气气压以地下水不渗入工具管为准，但不能大于0.4 Mpa。气压法施工方法为在工具管中部设1号气压舱舱壁，并向外开设1号舱门，在工具管后部与第一节管节间设2号气压舱舱壁，并向外开设2号舱门，本段施工时在第二节管节尾部设置了3号气压舱舱壁，并向外开设3号舱门。施工时先关闭1号舱门1号气压舱充气压保证开挖面稳定无渗水，施工人员进入2号气压舱，关闭2号舱门，2号气压舱充气压，与1号气压舱气压相等，打开1号舱门，人员进入1号气压舱进行开挖施工，把土体弃至2号气压舱，随着开挖顶管徐徐顶进，保证土体及工具管封闭以保持气压稳定。每班施工人员工作时间不超过3小时。本班次施工完毕后，人员进入2号气压舱，关闭1号舱门，保持1号气压舱气压稳定，2号气压舱泄压，打开2号舱门，人员离开。采用3号气压舱是为确保2号气压舱气压稳定，人员进出方法与上述进出1、2号气压舱相同。
通过以上处理方法使得w-13井至w-15井段179.7米顶管顺利完成。
2.2 长距离顶管遇电缆沟基础及片石障碍物顶管机刀体受损无法工作
2.2.1 问题
在第四段船房河泵站～红塔东路污水管施工过程中滇池路上w-4井至w-1井W0+897.357～ W0+624.509段总长272.8 m干管管径d1800 mm顶管过程中在距离接收井w-1井37 m，即顶进了235.8 m后在人行道底部遇片石障碍物，土压平衡顶管机超负荷工作致使顶管机切土刀体破损，在强行继续顶进17 m后，顶管机遇电缆井钢筋混凝土基础，在顶管机内无法破除，此时顶管工作面正处于人行道底部，其上有燃气管道、电力管道、通讯电缆等，无法采取常用的开挖破除障碍法，顶管施工无法继续进行。
2.2.2 解决方法
根据现场实际情况制定了并实施了如下方案，使本段顶管顺利完成。
1）顶管机暂停顶进，在已顶的252.8 m管内向管壁外继续注入膨润土，以保证管壁与周围土体分离，减小摩擦阻力和土体握裹力，使管道在需要时可以继续顶进。
2）在w-1接收井内设置工作面，向顶管机方向顶进钢管，钢管壁厚2 cm，每节长2 m，内径为2.5 m，比顶管机外径大20 cm。反顶钢管不设工具管，依靠后方油压千斤顶纠偏，人工敞开式开挖，清除片石、破除电缆井钢筋混凝土基础，为避免塌方在第一节管管头焊接井字形隔板分隔凌空面，边开挖边顶进，钢管接长采用在钢管内部环形焊接的方法。 3）钢管顶至顶管机部位时，割除井字形隔板，继续顶进钢管，套入顶管机50 cm。
4）从w-4工作井继续顶进，由于施工间段21天，时间过长，且管道过长，虽然一直进行着注浆减阻，但是顶力仍接近管材破坏压力值，施工时开动距离顶管机80米的中继间进行两级顶进，将顶管机沿钢管管道成功顶进w-1井，完成本段顶管，混凝土管与钢管间空隙利用混凝土管上的注浆孔注入水泥浆封闭。
通过以上处理方法，不用开挖破坏顶管上方的各种管线而排除了顶管机无法处理的障碍物，使顶管顺利完成。
2.3 道路路基下顶管遇CFG桩障碍
2.3.1 问题
在施工第三段大清河～环湖东路污水管工程时，大清河WJ-2至WJ-1井W0+161.3～ W0+91.2段总长70.1 m干管管径d2500 mm顶管，沿环湖东路人行道及慢车道施工，施工时遇提高路基承载力的CFG桩，CFG桩沿轴线方向75cm×75cm梅花形布置，顶管顶进必须破除CFG桩，前期施工时发现破除顶管工作面内的CFG桩，上部CFG桩会下落，从而引起路基坍塌。施工时要求既破除CFG桩，又要保证道路安全。
2.3.2 解决方法
为在保证路基安全的前提下破除CFG桩，顺利进行顶管采取了如下处理措施，使顶管顺利完成。
1）经过勘察发现，顶管穿越土层为粉土，同时需要破除路基承载CFG桩，顶管过程中会分左右两侧每75 cm遭遇1根直径50 cm的强度较大的CFG桩，CFG桩较密，因为市场上没有适合此类地质状况的机械顶管机，故采用气压法敞开式工具管施工。
2）在顶管施工前，为减少地下水的影响，避免粉土发生径流造成坍塌威胁破除CFG桩施工人员安全，先施工降水井降低地下水位，降水井设计为2排，直径50 cm，钻设位置距离顶管管壁外侧1.5 m，轴线方向间距5 m，在管道两侧梅花形布置，降水井深为顶管管道底部下1.5 m，施工时先采用人工挖孔桩挖除上部5 m左右的路基层，再换用钻机钻孔到位后安装外侧缠绕无纺布的Φ500mmHDPE双壁打孔波纹管，利用瓜子石填充钻孔孔壁与HDPE双壁波纹管间的空隙，施工完毕后在管内放入潜水泵抽水，降低地下水水位。
3）采用气压法敞开式工具管施工，施工人员在气压舱内利用电镐破除CFG桩，边破边顶，根据早期施工经验，破除CFG桩不能一次性破段，先在顶管工具管管壁处破除切痕，徐徐顶进工具管，在工具管深入CFG桩20 cm～30 cm后破断CFG桩，否则会引起上部CFG桩向下滑落，使路基出现空洞，并发生坍塌，威胁施工人员安全，并会造成路基破坏。工具管在制作时上部要较底部长20 cm。
4）CFG桩在顶管范围内必须破除干净，否则会使顶管轴线偏位，破除及出土过程中必须确保周围土体稳定，徐徐顶进，切忌施工速度过快，一旦上方土体坍塌，上部土压力变小，下方土压力将会使工具管逐渐向上抬起，纠偏异常困难，同时施工时注意到，在顶进60 m左右时，在CFG桩残留部分加注管壁上的应力及周边土压力综合作用会使工具管上扬，故在路基下顶管并要破除CFG桩等障碍物时，顶管长度不宜超过70 m。
通过以上措施，本段顶管成功破除了CFG桩并完成了顶管工作。
3 结束语
在城市中顶管会遇到各种复杂地质情况，特别是上部管线众多，相互干扰大，通过本文在昆明城区顶管施工中遇到的3个问题和解决问题方法的阐述，可以看出在遇有地下障碍物的顶管施工中，最好采用敞开式顶管工具管人工开挖，在水源附近施工时，要先采取措施将水源影响排除在外，方便顶管施工，通过本公司在昆明市顶管施工过程中的工程实践证明以上解决问题的方法在解决类似问题是可行有效的，在此介绍给同行业们作为施工参考，以便快速解决问题。
参考文献
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