綜合管廊預制頂推施工技術重難點及控制措施

張德運

（中交第三航務工程局有限公司，上海 200032）

1 工程概況

某地電力綜合管廊建設項目施工內容主要包括消防管道建設、給排水工程、通風工程、供電照明工程等。管廊建設總長度設計為3 250 m。施工沿線地表存在小范圍積水。通過前期的勘察活動發現，河溝排渠勘察的深度為1.8 m，水位為35.28 m；水塘勘察深度為0.2～0.6 m，水位保持在35.31～41.03 m；施工區域的地下水主要是基巖縫隙水與滯留水，勘察過程中對鉆孔首次水位進行觀察記錄，鉆孔完成后持續觀察24 h 水位變化情況。

2 工程重難點與方案

2.1 工程重難點

1）頂管方向失控。作業井進出口部位未對土體采取加固措施；挖機作業過程中不斷地修正液壓系統的偏差；挖機糾偏效率比較低，且實際糾偏效能不是很高；實測數據存在一定的誤差。糾偏無法保證時效性；土質若發生變化，可能出現開挖斷面崩塌現象。

2）管廊滲漏水。模板使用穿孔對拉的方式進行連接加固，模板拆除以后，穿孔部位出現滲水現象；止水鋼板、止水材料不符合設計要求；防水卷材在施工過程中出現破損。

2.2 應對方案

1）頂管方向失控。對施工人員進出口部位的地基進行加固；施工之前，檢查挖機是否能夠正常運行，并檢查挖機保養記錄，一旦發現挖機存在故障，應該立即進行維修；對施工現場進行測量復核，遇到突發事故，應逐級向上匯報，合理設置報警值，避免挖機開挖方向失控。

2）管廊滲漏水。使用螺帽拉桿對模板進行加固，混凝土澆筑完成后，將螺帽取出，并填補混凝土空洞；止水材料應提前抽樣送檢，在檢測合格的情況下才可以使用在工程項目中；吊裝止水材料時，應設置鋼管支撐，確保吊裝過程中的安全性，施工現場嚴禁直接使用鋼絲繩吊裝；防水卷材必須做覆蓋處理，避免卷材損壞。

3 施工過程控制措施

3.1 頂推段頂管施工控制

3.1.1 井下高程點的設置

實際施工過程中，使用懸掛卷尺法控制地面高程。首先，在作業井附近設置高程觀測點導入高程。對同一個高程點反復進行3 次標高導入操作，確保3 次數據之間的誤差控制在合理范圍內，然后將導入的標高作為頂管施工過程的高程基準點。作業井內的高程點數量不得少于2 個，同時在施工時應該用高程點相互進行校正。

3.1.2 中心測量控制

在對直線段進行頂管施工時，使用經緯儀測量出作業井兩側的管道中心位置，并將測量出來的中心線作為管頂中心的基準線。將激光經緯儀設置在作業井后側，同時在作業井兩側設置頂鎬架子，使用專業設備對頂鎬架子的位置進行調整，保證頂鎬架子的中點位于作業井的中線位置。頂鎬架子的偏差值可以通過頂管設備內置的攝像頭傳輸給計算機控制端，并將該數據作為調整中心線位置與高程位置的依據。

3.1.3 頂進控制

結合設計圖，頂管段的長度為84 m，管頂部位的覆土厚度設計為3 m。頂進沿線可以設置1 個中繼間，頂管沿線可以細分為兩段分別進行頂管作業，分段中最長長度為42 m。將機頭與頂管裝置進行連接，連接完成后，共同頂進。中繼間需要準備15 臺千斤頂，千斤頂的規格為320 t，此外，在管節的末端配備15 臺雙向液壓設備進行作業。頂管作業過程中，需要注意的主要施工事項如下：

1）頂管作業之前應該結合施工現場的土質確定放坡方案，施工過程中確保施工人員的人身安全，土方開挖嚴禁出現土方超挖現象。頂管開始部位的土方開挖量應該嚴格控制，不宜過多，開挖土方可以適當預留一部分核心土方作為支撐，施工過程中應該保證開挖斷面的穩定性。

2）機頭部分開挖過程中需要注意的事項：機頭頂部土方開挖時應該保證斷面與開挖頂面保持平齊狀態，這樣可以有效降低原路面下沉量。機頭在對開挖斷面的兩側進行開挖時，可以適當進行超挖，但是需要注意兩側避免出現卡死現象。

3）頂進時道路安全防護。機頭在頂進的過程中不需要對道路進行封閉處理，為保證出行交通不會受到影響，對原混凝土路面破損部分進行修補。若原路面沉降現象比較嚴重，市政主管部門則應該及時對老路面進行維修。在頂管作業之前，應提前聯系好具備專業資質的施工單位，對存在破損的路面進行處理，在處理完成以后，開始加鋪新瀝青路面。

3.1.4 道路路面變形控制

頂進作業時，對施工參數進行實時檢測，檢測重點應集中在路面變形狀況方面。

假若出現路面沉降或路面起拱，可以借助機頭超挖來進行控制，當路面的沉降值超過5 mm 時，或是單次開挖的路面變形量超過3 mm 時，可以通過機頭俯仰狀態來路面變形進行控制。

3.2 管節觸變泥漿減阻控制措施

為了有效降低土層與管壁之間的摩擦阻力，確保管道外壁可以形成良好的降阻薄膜，縮短施工工期、提高施工質量，在頂管作業的同時，應沿著管道外壁進行注漿作業，從而達到降低管道總阻力的效果。

1）對泥漿原材料進行質量驗收，確保驗收的效果；結合設計圖完善泥漿配合比，保證泥漿的穩定性；頻繁對拌制好的泥漿進行檢測，確保其滿足設計要求。

2）結合施工項目的實際情況，合理確定壓漿的施工工藝，根據施工工藝標準流程進行作業。為保證頂進作業過程中，泥漿可以及時填補空隙，形成良好的泥漿整體，降低地面沉降量。在實際壓漿過程中，施工人員應按照“隨頂隨壓、逐孔壓漿、全線補漿、漿量均勻”的原則展開作業。

為了提高壓漿作業的實際效果，挖機機頭部分可以設置注漿口，利用注漿口降低補漿過程中的摩擦力。補漿的次數與補漿量應該結合施工現場的實際情況而定。

注漿作業的具體流程為：施工前的準備工作→攪拌機作業→注漿泵作業→壓力表正常運行→機頭連接注漿口→連接管道注漿口。

觸變泥漿是由膨潤土、摻加劑、水按照科學的比例拌和而成，觸變泥漿的拌和必須要根據規范流程展開施工，拌和過程中確保泥漿不會出現缺水、沉陷、結塊現象，泥漿自身也應保證具備一定的黏結性與流動性[1]。

觸變泥漿主要是受到管道四周縫隙以及四周土質的影響，因泥漿自身會不斷地流失，加之施工過程中會受到地下水的影響，所以，在實際施工的過程中，泥漿的實際用量往往會超過理論用量。具體而言，泥漿的實際用量一般為理論用量的2～5 倍，結合該項目的情況進行分析，施工區域的地質條件主要是砂質，漿液損耗量比較高，所以，施工單位可以將實際注漿量設置為理論值的4 倍。

每立方泥漿材料配合比見表1，觸變泥漿指標見表2。

表1 每立方泥漿材料配合比

表2 觸變泥漿指標

3.3 接頭防水控制措施

3.3.1 管節防水

1）管節接縫部分使用F 形承插口進行連接，套環的前半節可以埋設在混凝土管內。為了保證套環與混凝土管相接部位不會出現滲漏現象，可以在連接部位設置兩道橡膠止水圈，止水圈直接設置在插口兩側即可。橡膠止水圈遇水以后，自身的體積會膨脹1～3 倍，確保管節不會出現漏水現象。

2）管節下側的縫隙使用聚硫密封膠進行處理；管節與剛套環之間會產生一定的縫隙，該縫隙可以用聚氨酯密封處理。

3.3.2 洞口后澆梁防水

管節頂部完成后，可以在頂進的初始部位與洞口的頂板部位、地板部位澆筑后澆梁，保證梁體與管節不會發生位移。但是需要注意的是，該部位的防水問題需要予以重視，具體的防水處理措施為：（1）在梁體部位設置預埋鋼板，對縫隙進行封堵處理。（2）使用水泥砂漿將管節與維護結構之間的縫隙、管節與后澆梁之間的縫隙做封堵處理。（3）在現澆梁體與維護結構、后澆梁體與預埋鋼板、預埋鋼板與圍護結構之間裝置膨脹橡膠條，對縫隙進行處理[2]。

3.4 出洞接收控制措施

1）對機頭位置進行測量調整，當機頭頭部接近工作井時，施工人員應該加大測量的頻率，保證測量的精準度，在最大程度上降低測量誤差，保證機頭精準進洞。

2）施工參數的調整。結合實際情況而言，工作井與管節之間存在30 cm 的縫隙，由于縫隙的存在，導致機頭在進洞時可能出現水土流失現象，導致地面沉降量過大，且地下管線構筑物也會受到一定的影響，所以，需要采取必要的應對措施進行處理，以保證機頭順利進洞。

3.5 置換回填注漿控制措施

1）注漿孔布置形式。每節管道都需要預埋注漿管接頭，接頭部位設置絲扣進行加固處理，以保證注漿管與預埋管口緊密連接。當所有的管節全部頂進以后，在頂進部位灌注水泥砂漿。由于頂管的上側裝置有減阻板，且減阻板設置了預留孔，水泥砂漿根本無法將漿液注入減阻板上側的縫隙空間中，這就意味著需要設置一個額外的注漿通道，對縫隙空間進行注漿。

2）注漿漿液配合比及注漿壓力。結合設計圖紙來看，可以使用1∶1 的水泥漿液，利用注漿孔來置換管道外側的泥漿漿液，結合水土壓力的變化確定注漿壓力。

3）在對注漿泵進行清洗以后，直接接入儲漿桶，再次開始注漿，注漿應從管節的底部進行作業。當注漿作業完成以后，則可以按照順序壓注管節。將所有的控制閥全部關閉，持續10 min，這個過程中保證注漿的壓力控制在0.2 MPa。

4 結語

本文以某地電力綜合管廊建設項目作為研究對象，通過對該項目進行深入、全面的研究分析后進行總結，對后續的類似工程項目具有一定的參考價值，可以為施工人員提供成功的施工經驗。結合實際情況，此次研究分析所提出的建議并不適合所有工程項目，實際施工時應結合實際施工情況進行確定。