尹海濤 陳曉峰 倪銘程 方 延

（作者單位：宿遷市水利工程建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司 223800）

一、工程簡(jiǎn)況

1.工程簡(jiǎn)介

南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程是國(guó)家南水北調(diào)和江蘇省江水北調(diào)水質(zhì)保障的規(guī)劃內(nèi)項(xiàng)目，也是宿遷市區(qū)域環(huán)境治理和河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)著力推動(dòng)的重點(diǎn)載體工程。工程主要建設(shè)任務(wù)是將中心城區(qū)內(nèi)9座污水處理廠達(dá)標(biāo)排放的部分尾水截流輸送至新沂河北偏泓，東排入海，大幅減少污水處理廠尾水就近入河排放量。主要建設(shè)內(nèi)容為鋪設(shè)DN500-1500壓力管道91.7km，新建調(diào)度泵站2座，新建污水廠尾水提升泵站5座。其中跨徐淮公路頂管工程為重要節(jié)點(diǎn)工程。

徐淮公路頂管工程位于省道S325與徐淮公路交匯處，由東北側(cè)向西南側(cè)斜穿徐淮公路，由于徐淮公路為宿遷主要交通干道，車流量較大，因此，設(shè)計(jì)采用頂管法穿越施工，主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為工作井長(zhǎng)×寬×高為8.2m×8m×6.89m，接收井長(zhǎng)×寬×高為7.8m×5.2m×12.26m，采用雙管頂管施工，管徑為DN1350鋼筋混凝土管，內(nèi)襯DN1000鋼管，管壁厚9mm；總長(zhǎng)度為190m。鋼筋混凝土管與鋼管間的空隙壓注M10水泥砂漿處理密實(shí)。

2.地質(zhì)情況

徐淮公路頂管設(shè)計(jì)管道中心高程為13.60～13.70m，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告揭示兩側(cè)井位該高程位置土質(zhì)為第④層重粉質(zhì)砂壤土，頂管機(jī)頭所處位置地基土質(zhì)自上而下分別為第①層填土、第②層重粉質(zhì)砂壤土、第③層重粉質(zhì)壤土。

3.施工過(guò)程情況

工作井、接收井預(yù)制下沉完成后，項(xiàng)目部組織進(jìn)行頂管施工，選用泥水平衡頂管施工工藝，采用分次單排管道頂進(jìn)。先實(shí)施主線B段管道頂進(jìn)，并順利完成頂進(jìn)施工，實(shí)際頂進(jìn)管道長(zhǎng)度為192m；后實(shí)施支線I段管道頂進(jìn)，在累計(jì)管道頂進(jìn)長(zhǎng)度172m，距離接收井20m處時(shí)發(fā)生異常，頂力突然增大，隨即停機(jī)對(duì)管線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)距離工作井60m位置、第30節(jié)混凝土管在端頭部位發(fā)生頂碎破壞，產(chǎn)生一道約30cm環(huán)向裂紋，出現(xiàn)泥漿滲漏現(xiàn)象，施工單位立即對(duì)滲漏處進(jìn)行堵漏處理，并采用內(nèi)置鋼套環(huán)（寬度1m，鋼板厚度16mm）對(duì)頂管裂紋處進(jìn)行加固。根據(jù)對(duì)施工情況的分析，頂進(jìn)工作無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。

二、問(wèn)題分析及施工方案

1.問(wèn)題分析

頂管施工本身就是一項(xiàng)受地下各種不確定因素和外界影響較多的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，監(jiān)理要求施工單位組織對(duì)出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行研究分析，準(zhǔn)備采取相應(yīng)的處理對(duì)策。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)該種情況正常的處理方式有開(kāi)天窗法、逆套管法、順套管法、千斤頂反向拔管，將管道退出后重新頂進(jìn)。結(jié)合工程特點(diǎn)，該段已頂進(jìn)172m，距離接收井20m左右，考慮可采用開(kāi)天窗法或逆套管法解決。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，頂管機(jī)頭正處于S325省道邊緣上（機(jī)頭頂跨徐淮公路約1m），管道深度距離自然地面達(dá)11.40m，若采用開(kāi)天窗法，需開(kāi)挖深度較大，且機(jī)頭處于路邊，需要封路施工。由于S325省道車流量較大，且開(kāi)挖后勢(shì)必影響到路基穩(wěn)定，產(chǎn)生路面塌陷問(wèn)題會(huì)造成較大的社會(huì)負(fù)面影響。通過(guò)綜合分析及向業(yè)內(nèi)相關(guān)專業(yè)人士咨詢和討教，結(jié)合以往處理經(jīng)驗(yàn)，采用反向頂套管的辦法為最佳處理方案。即由徐淮公路BJ8接收井向BG8工作井方向頂進(jìn)套管20.5m，因原頂管機(jī)頭刀盤直徑為1.72m，故反向頂進(jìn)套管擬采用DN2000鋼管，壁厚16mm。

2.具體施工方案

（1）準(zhǔn)確確定機(jī)頭位置。安排測(cè)量人員準(zhǔn)確測(cè)定目前機(jī)頭的高程及管道軸線位置，以控制反向頂進(jìn)的軸線及高程。

（2）BJ8接收井內(nèi)徑只有4m，為方便頂進(jìn)施工，頂進(jìn)套管擬選用每節(jié)長(zhǎng)為1.0m，管節(jié)間在頂進(jìn)時(shí)，采用V型坡口焊接連接。

（3）BJ8接收井原預(yù)留洞口內(nèi)徑為2m，需對(duì)現(xiàn)狀洞口直徑進(jìn)行擴(kuò)大處理，割除原設(shè)置預(yù)留鋼套環(huán)，并在洞口設(shè)置橡膠止水。

（4）反向頂進(jìn)施工采用人工挖土掘進(jìn)，保證周邊土體穩(wěn)定，才能保證反向頂進(jìn)的順利實(shí)施和施工安全，也是施工方案的關(guān)鍵性工作內(nèi)容。先采用壓密注漿進(jìn)行加固周圍土體和深井降水措施，確保掘進(jìn)中不產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，具體方案如下：①在原頂管機(jī)頭開(kāi)設(shè)2處注漿孔，對(duì)道路下方機(jī)頭部位土體進(jìn)行固化，注漿漿液采用水泥與水玻璃雙液快凝漿液。②沿原頂管機(jī)頭外露路面部位輪廓外5m范圍內(nèi)采用壓密注漿，布孔排距和孔距為1m，梅花型布置，壓漿深度超過(guò)管道底部2m，注漿漿液采用水泥與水玻璃雙液快凝漿液，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥用量為200kg/m3，水灰比為0.5，水玻璃用量為2%。③在接收井外側(cè)至頂管機(jī)頭之間沿管線兩側(cè)布設(shè)深井降水管各3口，管徑為DN250，井深14m。

3.套管頂進(jìn)

（1）土體加固完成，深井降水降至管底1m以下時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)。

（2）在BJ8接收井內(nèi)安裝滿足頂力、行程要求的雙沖程、雙作用等推力液壓千斤頂及液壓泵站、鋼后靠等設(shè)備。

（3）設(shè)備安裝完畢，人工鑿除BJ8接收井預(yù)留洞口封堵的磚墻，油缸加壓頂進(jìn)鋼套管，并在管內(nèi)前方人工開(kāi)挖土方，運(yùn)土吊出井外，邊挖邊頂，直到鋼套管完全套住頂管機(jī)機(jī)頭并有50cm搭接后，方停止頂進(jìn)。迅速用鋼板將頂進(jìn)的鋼套管與頂管機(jī)機(jī)頭外殼進(jìn)行焊接，焊接完成后拆除頂管機(jī)頭內(nèi)電機(jī)設(shè)備，機(jī)頭刀盤進(jìn)行切割運(yùn)出管道，至此BG8工作井至BJ8接收井頂管支線I段全部貫通。

三、施工過(guò)程遇到的問(wèn)題及處理

按照處理方案對(duì)土體進(jìn)行加固處理，打深井降水，并對(duì)原預(yù)留洞口進(jìn)行改造加固處理。頂進(jìn)設(shè)備和套管準(zhǔn)備完成后，開(kāi)始頂進(jìn)施工。頂進(jìn)前期施工非常順利，土體加固和降水效果非常明顯，開(kāi)挖出來(lái)的土質(zhì)非常好，未出現(xiàn)流沙現(xiàn)象。

頂進(jìn)至10m左右，土體開(kāi)始變的越來(lái)越潮濕，慢慢出現(xiàn)流沙現(xiàn)象。監(jiān)理立即要求施工隊(duì)停止作業(yè)，檢查降水井工作情況?？紤]到可能是已完成一側(cè)管道擾動(dòng)了周圍土體，加之土質(zhì)為粉細(xì)砂，透水性較強(qiáng)，因此，采取補(bǔ)打降水井4口，加強(qiáng)降水。經(jīng)過(guò)5天降水，再重新打開(kāi)洞口，發(fā)現(xiàn)降水效果明顯，可以繼續(xù)頂進(jìn)施工，最終順利完成反向頂進(jìn)，順利完成對(duì)接。

考慮到工程運(yùn)行安全和道路安全，成功對(duì)接完成后，鋼管套管和鋼筋混凝土管之間存在的空隙，采用先注射水泥漿進(jìn)行添堵空隙，再澆筑混凝土進(jìn)行封堵。

四、結(jié)語(yǔ)

頂管施工中不確定因素較多，風(fēng)險(xiǎn)也比較高，因此施工前要盡可能詳細(xì)了解地質(zhì)情況和地下管線情況，確保工程能順利實(shí)施完成。經(jīng)實(shí)踐總結(jié)，降水措施和土體加固是保證順利頂進(jìn)最關(guān)鍵的因素。該工程頂管故障后，根據(jù)地質(zhì)情況，采用反向頂管施工，取得了顯著效果，可為同類工程提供借鑒和參考■