顶管施工中存在问题及应对措施

顶管施工中存在问题及应对措施摘要：随着科技的不断进步，顶管施工技术也不断提 高，施工费用也越来越低。然而，在实际施工过程中，事实 上还存在许多问题。本文首先介绍了顶管施工工艺及其优缺 点，接着提出了顶管施工中存在的一些问题和解决措施。关键词：项管施工；问题；对策引言顶管施工等非开挖施工方法与开挖施工法相比较，这种 施工方法不需要开挖地面，而且能够穿越公路、铁道、河川、 地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，消除了冬季、 雨季对开挖施工的影响，不会因管道埋没深度而增加开挖土 方量，管道不必设置基础和管座，减少对管道沿线的环境污 染。随着科技的不断进步，顶管施工技术也得到不断的提高， 其施工费用也越来越低。不过，在实际施工过程中，事实上 仍存在许多问题。如顶管产生裂缝或被破环，顶环变形和钢 管变形等诸多问题。1 顶管施工工艺顶管施工就是指借助于主顶油缸以及中继间的顶进力， 把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接 收坑内吊起。与此同时。把紧随在工具管或掘进机后的管道 埋设在两各工作坑之间。顶管施工法是继盾构法之后而发展 起来的一种地下管道施工方法，也是使用得最早的一种非开 挖施工方法，起源于美国。最初，顶管施工法主要用于跨越 孔施工时顶进钢套管，随着技术的改进，顶管法也用于无套 管情况下进永久性的公用管道，主要是重力管道。在顶管施 工中，最为流行的有三种工作面平衡理论，他们分别是：气 压、土压和泥水平衡理论。顶管施工法与开挖施工法相比，具有以下优点：开挖部 分仅仅只有工作坑和接收坑，而且安全、对交通影响小；在 管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土，挖土量少；建 设公害少、文明施工程度高；在覆土深度大的情况下，施工 成本低。但是，它与开挖施工法相比较，顶管施工也存在以下不 足之处：曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非 常困难；在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又比 较困难，管道容易产生不均匀下沉。2 顶管施工中存在的问题2.1 施工过程中管理的疏忽。在整个顶管施工过程中， 涉及到诸多的施工环节，这就要求施工人员具有高度的责任 心，仔细认真的操作，使得施工的精度得到保证。然而，由 于缺乏主观上的认识，部分操作人员在施工过程中缺少科学 严谨的态度，以至于其施工质量偏低，这不仅影响到局部而 且会导致整个施工工程的质量下降。2.2 刚营变形。混凝土管在受到超过其陂限的顶力时会 开裂，钢管其实也一样会损毁。两者的区别只是表现形式不 同而已。如果偏差过大，短距离内管道回来曲行，土体对钢 管的巨大弯矩，会使钢管鼓凸变形，整体成椭圆或焊缝脱开。2.3 管子之间的接触压块不设置或压块太薄，压块不连 贯密实混凝是一种脆性材料，顶管过程中，若承口和插口 接触端面没有塑性及弹性垫块而直接接触，两端面由于有倾 斜误差。不能完全接触闭合，不能均匀传递作用力，端面砼 会因局部受力发生破坏。2.4 由于顶管顶进过程中偏心受力，砼在抗拉和抗剪作 用下，产生裂缝或被破坏。顶管顶进过程中，带克服水平磨 擦力，混凝土在千斤顶作用下，处理受压状态，由于混凝土 标号规定不低于C40,在轴心受力情况下，混凝土具有足够 的抗压强度，能满足工程顺利进行，但一些施工单位往往因 为施工设备、施工经验、和施工技术问题，在顶管过程中引 起管偏心受力，使混凝土承受抗拉和抗剪作用，偏心受力大 大削弱顶管过程中以抗压为主的作用。2.5 磨擦力过大，磨擦力不均匀。同一施工段，如果土 质不均匀或有障碍物，磨擦系数不一致，磨擦受力不均，会 引起顶管在顶进过程中管口不紧贴、错位，使整个管体处于 偏心受力，砼在拉应力作用下被拉裂。拉裂的砼一般成契形 状。2.6 顶环刚度不足，变形。环形顶铁的主要作用是把主 顶油缸的顶进力较均匀地分布在所顶管子的端面上，若顶铁 刚度不足或变形，往往使端口砼局部应力集中，导致端口砼 破坏。2.7 混凝土不密实，有空洞，特别是端口部位。采用离 心工艺生产顶管时，两端面容易漏浆，水泥浆漏走了，易造 成端口麻面和蜂窝，悬辊工艺生产也会因为管子局部混凝土 未被滚动辊压，使混凝土不密实有蜂窝。若管体有蜂窝的地 方得不到处理，顶管过程中会因混凝土强度不够而出现问 题，两端部混凝土处于直接受力，所以更容易出问题。2.8 不科学挖土顶管施工方式。人工挖土不象机械削土 那么规范，人工挖土有些难免挖得过大，产生空位，有些又 挖得不足，在顶进中会将土推向空位，在这个过程中产生不 均匀磨擦力，导致偏心受力。空洞位过大，还会引起顶管带 的土层下降，导致混凝土道路产生裂缝和塌陷的可能。2.9 顶管过程中遇障碍物。在施工前，若对施工段的地 层和地下埋设物未进行详尽工程斟察，在顶管过程中，难免 遇到障碍物（如桩、巨石、地下构筑物等），顶管在较大顶力 作用下，难免产生裂缝或破坏，使施工无法顺利进行。3 顶管施工中问题的解决措施3.1 主观认识施工人员对钢顶管方向控制的难度重视不足。操作人员 的思维仍旧停留在顶混凝土管道的状态中，方向偏差超过警 戒值，不引起足够重视，不及时采取必要的措施，致使情况 逐步恶化。因此，在施工前要加强施工人员的技能培训之外， 还要通过各种途径提高他们对施工重视。3.2 钢管变形 钢管在受到超过其极限的顶力时会开裂。如果偏差过 大，短距离内管道回来曲行，土体对钢管的巨大弯矩，会使 钢管鼓凸变形，整体成椭圆或焊缝脱开。因此，在施工进程 当中要做到对偏差的监测，一旦接近极限就应该采取相应的 措施来缓解。3.3 管子之间的接触压块不设置或压块太薄，不能完全 接触闭合，不能均匀传递作用力。这会导致端面砼会因局部 受力发生破坏，因此，无论管子大或小，其端面接触面最好 都设置一定厚度的压块，且橡胶垫不能薄于管子端面倾斜引 起的偏差，一般用 12mm 厚的好。橡胶垫最好是连续的，若 断口，会丧失防漏保险的作用。3.4 管内污水导流为保证市政管道的正常使用，将污水干管即“和”井两 端砌筑管堵，在“井的上游通过污水提升泵和地面上临时敷 设的管道将管道内通行的污水导流”井下游。3.5 管道内污泥清理。考虑到管道已经使用了比较长的 时问，在导流完毕后在祥井和井井内设置鼓风机，相对的不 停向“井送风，对”之间的管道进行强制通风，在确保安全 后，由人工从井到井逐段进行污泥清理，清理后经现场详细 勘测高程，与原来初步勘测络果基本吻合。3.6 高程严重超标处的处理，决定将管道下部混凝土管 壁剔除，将管道坡度修整平顺。经现场检测地下水位极高， 而且管道埋设较深必须考虑降水，施工降水的好坏直接影响 到工身安全和管道修复的质量的好坏。在桩号十处管道两 侧，各打两口降水井，对要处理的部位进行强制降水，当地 下水位降到管道以下后，考虑到管道在土壤中的稳定和安 全，要求将管道断面下部以内的混凝土管壁用风镐凿除，清 除泥土形成矩形槽底，按要求绑扎钢筋，并将钢筋与原管道 两侧剔凿出的钢筋进行绑扎连接，最后浇注混凝土，使局部 管道底部形成一个宽度为的方沟断面，保证管道标高的平顺。3.7 漏水管口处理，先将管口清理干净，然后在管口处将麻丝石棉水泥打入管口缝隙，预留深槽，灌水泥嶷抹平。