方振煒

（上海浦東同修環(huán)境工程有限公司，上海200092）

0 前言

根據(jù)無(wú)錫市委、市政府治理太湖、保護(hù)水源“6699”行動(dòng)確定的工作目標(biāo)，實(shí)行依法規(guī)范、分塊負(fù)責(zé)、逐塊實(shí)施的方式，全面梳理、完善市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)，強(qiáng)化排水管理，整治錯(cuò)接亂排行為，無(wú)錫市政府決定通過(guò)3 a左右的時(shí)間，從源頭上規(guī)范排水行為，形成“排水用戶全接管、污水管網(wǎng)全覆蓋、污水處理廠全提標(biāo)”的國(guó)內(nèi)一流的污水治理體系，全面提升無(wú)錫市生活污水治理能力和水平。要求無(wú)錫市市政公用產(chǎn)業(yè)集團(tuán)下屬無(wú)錫市排水總公司完成市政污水管網(wǎng)的全覆蓋，截至2011年6月底，無(wú)錫市市政污水主管網(wǎng)總里程數(shù)達(dá)到7748 km（其中市區(qū)4841 km，主城區(qū)污水管網(wǎng)1590 km）。主城區(qū)污水管網(wǎng)從1986年開(kāi)始建設(shè)基本由無(wú)錫市排水公司負(fù)責(zé)實(shí)施完成。無(wú)錫市排水管道頂管施工開(kāi)始于2001年，至今已有十多年的歷史。近幾年，已多次出現(xiàn)路面下沉現(xiàn)象，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要是由于頂管施工引起。路面下沉不僅在社會(huì)上造成不良影響，嚴(yán)重者還會(huì)出現(xiàn)安全事故，危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 非開(kāi)挖管道施工導(dǎo)致的路面下沉問(wèn)題

國(guó)際非開(kāi)挖技術(shù)協(xié)會(huì)（ISTT）給非開(kāi)挖技術(shù)的定義是：非開(kāi)挖技術(shù)是利用微開(kāi)挖或不開(kāi)挖技術(shù)對(duì)地下管線、管道和地下電纜進(jìn)行鋪設(shè)、修復(fù)或更換的一門(mén)科學(xué)。優(yōu)點(diǎn)在于不影響周?chē)h(huán)境或者影響較小，施工場(chǎng)地小，噪音小。而且能夠深入地下作業(yè)，這是開(kāi)挖埋管無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

在面對(duì)交通繁忙、周邊人口密集且地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜等條件，非開(kāi)挖施工技術(shù)在無(wú)錫市排污管道的建設(shè)中得到了大量的運(yùn)用。無(wú)錫市市政污水管道工程施工中使用的非開(kāi)挖施工工藝主要采用了泥水平衡頂管和非開(kāi)挖導(dǎo)向鋪管（又稱牽引頂管）。泥水平衡頂管施工主要用于管徑大于等于600 mm的管道施工中；管徑小于600 mm的管道施工采用牽引頂管施工工藝。在工程實(shí)施過(guò)程中或結(jié)束后，發(fā)生了多起路面塌陷事故。經(jīng)過(guò)對(duì)多處路面塌陷情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其主要原因?yàn)楣艿牢挥诜弁翃A粉質(zhì)粘土中，周邊地下水位變化，產(chǎn)生流沙。同時(shí)道路重型車(chē)輛較多，長(zhǎng)期震動(dòng)和周邊井點(diǎn)降水也會(huì)導(dǎo)致管道接口、管道與沉井連接處、窨井井壁出現(xiàn)裂縫，使管道長(zhǎng)期滲水、滲泥，管道周邊土體的流失，造成道路出現(xiàn)塌陷。

2 路面下沉原因分析及對(duì)策

造成管道接口、管道與沉井連接處、窨井井壁等出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的。除了頂管設(shè)備的因素外，導(dǎo)致管道接口出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因及相應(yīng)的處理措施有以下幾個(gè)方面。

2.1 混凝土強(qiáng)度低或強(qiáng)度不穩(wěn)定

施工中過(guò)程中，由于工期加快、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)堆放場(chǎng)地、頂進(jìn)速度加快，生產(chǎn)廠家供貨跟不上或超生產(chǎn)等情況，施工單位使用了不足齡期的頂管。管節(jié)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或在運(yùn)輸、裝卸、安裝過(guò)程中管節(jié)被損壞。同時(shí)，不科學(xué)的配料方法則難以保證配料均勻穩(wěn)定，也難以保證混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定。為此，施工單位與管節(jié)的生產(chǎn)廠家應(yīng)緊密配合，提前生產(chǎn)一個(gè)井段的管節(jié)備用，現(xiàn)場(chǎng)或周邊一定要有堆放場(chǎng)地。生產(chǎn)廠家嚴(yán)禁產(chǎn)品提前出廠，施工單位、監(jiān)理人員需對(duì)使用的管節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。不得使用未經(jīng)檢測(cè)中心檢測(cè)的產(chǎn)品。

2.2 混凝土存在空洞

管子局部混凝土未被滾動(dòng)輥壓，使混凝土不密實(shí)有蜂窩。若管體有蜂窩的地方得不到處理，頂管過(guò)程中會(huì)因混凝土強(qiáng)度不夠而出現(xiàn)問(wèn)題，兩端部混凝土處于直接受力，所以更容易出問(wèn)題。生產(chǎn)廠家、施工單位質(zhì)檢員和監(jiān)理人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，堅(jiān)決杜絕此類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)入工地。不要存僥幸心理，冒險(xiǎn)使用此類(lèi)產(chǎn)品。

2.3 洞口止水圈撕裂或外翻

洞口止水圈在頂進(jìn)過(guò)程中被撕裂。洞口止水圈外翻,泥水從中往外滲漏,造成洞口地面產(chǎn)生較大的塌陷。其原因?yàn)椴捎玫亩纯谥顾讖匠叽绮环显O(shè)計(jì)要求或止水圈的橡膠材質(zhì)不符合要求或選料錯(cuò)誤。還有可能就是施工時(shí)止水圈安裝不當(dāng),與管子有較大的偏心或橡膠板過(guò)薄或推進(jìn)時(shí)選用的土壓力、水壓力過(guò)大。其處理方法為：止水圈應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的尺寸和材料進(jìn)行加工；施工時(shí)應(yīng)正確安裝洞口止水圈；遇到土壓力太高或橡膠止水圈太薄引起的外翻，應(yīng)增加洞口止水圈的層數(shù)或增加橡膠止水圈的厚度。

2.4 管道接口錯(cuò)口

錯(cuò)口不大,大多由于管接口處失圓,管壁厚薄不均勻所造成的；錯(cuò)口較大是由于T型鋼套環(huán)損壞。T型鋼套環(huán)套在管子外面的接口處,在糾偏過(guò)程中糾偏力會(huì)使鋼套環(huán)變形,環(huán)口擴(kuò)張，損壞。當(dāng)朝前的張口充塞滿泥砂以后,欲向相反方向糾偏時(shí),這個(gè)張口必須閉合,張口內(nèi)的泥砂被擠,T型鋼套環(huán)的直徑會(huì)被撐大。反復(fù)糾偏,T型鋼套環(huán)焊縫處易被撕裂,同時(shí),鋼套環(huán)的環(huán)口就發(fā)生卷邊。T型鋼套環(huán)連接的前后兩只管子就發(fā)生錯(cuò)口,隨著推進(jìn)距離的增長(zhǎng),錯(cuò)口會(huì)越變?cè)酱?甚至使管道報(bào)廢。無(wú)錫市基本推廣使用F型接口，淘汰了T型接口。同時(shí)施工時(shí)必須控制好頂管的方向，有偏差要及時(shí)糾偏,慢慢地糾正,以防糾偏過(guò)頭。企口管管口張角每增加0.5°，其承受的推力則下降50%左右。

2.5 摩擦力過(guò)大或不均勻

同一施工段，如果土質(zhì)不均勻或有障礙物，摩擦系數(shù)不一致，摩擦受力不均，會(huì)引起頂管在頂進(jìn)過(guò)程中管口不緊貼、錯(cuò)位，使整個(gè)管體處于偏心受力，混凝土在拉應(yīng)力作用下會(huì)被拉裂。

2.6 頂鐵環(huán)剛度不足

頂鐵的主要作用是把主頂油缸的頂進(jìn)力較均勻地分布在所頂管子的端面上，若頂鐵剛度不足或變形，往往使端口混凝土局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致端口混凝土破壞。

2.7 頂管頂進(jìn)過(guò)程中偏心受力產(chǎn)生裂縫或破壞

頂管頂進(jìn)過(guò)程中，需克服水平摩擦力，混凝土在千斤頂作用下，處于受壓狀態(tài)，由于混凝土標(biāo)號(hào)規(guī)定不低于C40，在軸心受力情況下，混凝土具有足夠的抗壓強(qiáng)度，能滿足工程順利進(jìn)行，但一些施工單位往往因?yàn)槭┕ぴO(shè)備、施工經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)問(wèn)題，在頂管過(guò)程中引起管道偏心受力，使混凝土管承受抗拉和抗剪作用，偏心受力大大消弱頂管過(guò)程中以抗壓為主的作用。

2.8 管子之間的接觸壓塊不設(shè)置或壓塊太薄、壓塊不連貫

橡膠墊不能薄于管子端面傾斜引起的偏差，一般用12 mm厚為好，（因?yàn)橄鹉z墊壓縮系數(shù)很大，而管子端面最大允許傾斜小于或等于管子公稱內(nèi)徑的1%，例如內(nèi)徑為1000 mm的管子，允許傾斜偏差10 mm）。橡膠墊最好是連續(xù)的，若斷口，會(huì)喪失防漏的作用。

2.9 頂管過(guò)程中遇障礙物

在施工前，若對(duì)施工段的地層和地下埋設(shè)物未進(jìn)行詳盡工程勘察，在頂管過(guò)程中，難免遇到障礙物（如樁、巨石、地下構(gòu)筑物等），頂管在較大頂力作用下，端口難免產(chǎn)生裂縫或破壞，使施工無(wú)法順利進(jìn)行。

2.10 管道接口處理不當(dāng)

頂管工程施工結(jié)束后，需對(duì)接口處進(jìn)行抹帶，防止?jié)B漏。填料應(yīng)飽滿、密實(shí)，且與管節(jié)接口內(nèi)側(cè)表面齊平，接口套環(huán)對(duì)正管縫、貼緊，不脫落。

工程竣工投入使用后，接口處由于管道使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、道路重型車(chē)輛較多，長(zhǎng)期震動(dòng)和周邊井點(diǎn)降水等因素也會(huì)導(dǎo)致管道接口、管道與沉井連接處、窨井井壁出現(xiàn)裂縫，使管道長(zhǎng)期滲水、滲泥，管道周邊土體的流失，造成道路出現(xiàn)塌陷。這就要求養(yǎng)護(hù)單位，定期對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)接口出現(xiàn)的滲漏，采取注漿、局部開(kāi)挖等方式進(jìn)行處理，避免引發(fā)嚴(yán)重的路面塌陷事故。

3 路面下沉的搶修程序

在分析路面下沉的原因及造成后果的基礎(chǔ)上，制定了如下的搶修步驟：（1）封堵污水管；（2）臨泵架設(shè)及翻水；（3）清淤；（4）檢測(cè)；（5）檢測(cè)后擬定搶修方案；（6）基坑制作、泥水平衡頂管（曲線頂管）；（7）壓密注漿修復(fù)雨水管；（8）道路修復(fù)。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者認(rèn)為，在地下水位較高的粉質(zhì)土或粉質(zhì)黏土土質(zhì)情況下，最好不要采用混凝土管頂管施工，如無(wú)法采用其它施工方式，則需采用壓密注漿等技術(shù)措施方式對(duì)其接口加以保護(hù)，以增加管道使用壽命。

[1]侯學(xué)淵，錢(qián)達(dá)仁，楊林德.軟土工程施工新技術(shù)[M].合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[2]余彬泉，沈傳燦.頂管施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1998.