張昕

摘 要：市政道路施工中，受多種因素的影響容易出現(xiàn)道路沉降問題，沉降問題會威脅公路的平整性和安全性。為此，在市政道路工程施工中，務必嚴格控制沉降。本文就將重點分析砂層頂管下穿市政道路施工的沉降控制技術，以供參考。

關鍵詞：砂層頂管;市政道路施工;沉降控制技術

在傳統(tǒng)的路面施工中，通常以地質(zhì)和土質(zhì)較差的沉降段作為主要的施工路段，其關乎工程的施工質(zhì)量。路基路面是高速公路施工中的關鍵內(nèi)容，關乎市政道路的建設質(zhì)量。為切實保障高速公路路基路面施工質(zhì)量，延長公路壽命，保障行車安全，就有必要不斷完善施工技術。

1 市政道路路面沉降的危害

在市政道路建設中，務必高度重視人們的出行安全。在工程施工中可能檢測到部分安全問題，交通事故與道路建設中沉降段施工不科學或路基路面質(zhì)量不達標有關。上述問題可使車輛在沉降段行駛中出現(xiàn)跳車問題，進而出現(xiàn)車輛輪胎損壞，使車輛處于失控狀態(tài)。出現(xiàn)事故后，也容易出現(xiàn)路基路面損壞問題。所以采取有效措施不斷提升施工質(zhì)量，也成為市政道路建設中的主要任務，這可提高道路平整度，增大運行的安全系數(shù)。

2 工程概況

某立交橋工程是六條道路的交叉口，是當?shù)厥种匾慕煌屑~。立交范圍內(nèi)南北向的污水管道為市區(qū)內(nèi)污水主干管道。管道主要采用雙排布置方式。污水主線設置于道路的東側，管道的管徑為D1 500 mm～D1 650 mm，南向接D1 500 mm管道，管道可向南北敷設，且管道下游地質(zhì)結構由上到下分別為回填土層、黃土狀土（粉質(zhì)粘土）、黃土狀土（粉質(zhì)粘土）、粉細砂和中粗砂。回填土土層厚度為0.5 m～6.5 m。底層標高為378.60 m～386.45 m。2層黃土狀土（粉質(zhì)粘土）的土層厚度為0.8 m～6.5 m，底層深度為2.5 m～8.5 m，層底高程為381.65 m～385.89 m。3層黃土狀土無濕陷性，層厚為3.5 m～8.5 m，底層深度為8.1 m～14.2 m，底層高程為376.59 m～380.80 m。粉細砂層的層厚為1.5 m～10.4 m，層底深度為10.95 m～20.00 m，底層標高為369.50 m～378.90 m。中粗砂層的層厚為11.85 m～22.70 m，層底深度為25.30 m～35.10 m，底層標高為356.25 m～361.36 m。

3 工程難點分析

工程施工前，項目部工作人員開展了全方位的地下管線勘察工作，工程施工段新建頂管長度為110 m，管徑為1 500 mm，且管線主要分布于該區(qū)域主干道下方和地鐵線的上方。主干道標準為雙向10車道，道路寬度為45 m。且道路下方設有雨水管道、供水管道、天然氣管道、通信管道，工程施工段的管線布置相對復雜，加大了工程施工的難度。

施工路段的頂管地質(zhì)處于粉細砂層，上層地質(zhì)以粉質(zhì)粘土為主。且土的粘聚力較差，結構的穩(wěn)定性較差，因此在工程施工中也易于產(chǎn)生地面塌陷問題，在工程施工中也出現(xiàn)了不同程度和類型的問題。由于該段地質(zhì)概況較為復雜，無地下水分布，施工人員決定采用泥水平衡式頂進法施工。該方法能夠?qū)W習并借鑒相對成熟的經(jīng)驗，也可充分保障技術的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

泥水平衡式頂進法無需大量的施工人員，施工中所使用的泥漿可顯著減小管道與土體之間的摩擦力，也可充分保證施工的連續(xù)性，加快工程的施工速度，改善施工密封的效果。機頭對管道周圍土體不容易產(chǎn)生不利影響，同時地面下沉的幾率較小，可做到連續(xù)施工，使用泥水輸送棄土，無土方搬運和起吊等危險系數(shù)較高的工作內(nèi)容，可有效降低甚至規(guī)避工程的施工風險，應用于長距離頂管施工中[1]。但是該方法在施工中需要大量的作業(yè)設備，泥漿管理工作不到位容易產(chǎn)生外泄問題，進而引發(fā)環(huán)境污染。多次檢測泥漿的配比，按照規(guī)定要求完善檢測及防護工作，從而更好地展現(xiàn)該施工方法的優(yōu)勢。

4 施工控制要點和措施

按照規(guī)定要求落實頂管工作井和接收井施工后，需結合計算的頂值設計反力墻。反力墻混凝土強度滿足設計強度后便可開展頂管施工。工程施工中需先做好機具就位，之后安裝設備，制備泥漿，隨后開展檢測工作，檢測工作符合要求后要開機進洞，依據(jù)規(guī)范輸送泥漿，安裝管節(jié)，隨后開機頂進。此時，工作人員要做好監(jiān)控測量工作，之后進行后續(xù)管節(jié)安裝頂進工作，將機頭引入洞內(nèi)。工程施工中必須準確把握如下幾點注意事項：

4.1 機頭進洞

資料顯示，砂層地質(zhì)在應用泥水平衡施工法的過程中，要高度重視機頭進洞環(huán)節(jié)，確保進洞的安全性。機頭進洞中洞口封堵嚴密性較差、砂層地質(zhì)粘聚力較差、洞口砂層流失嚴重、地面塌陷等問題，均是影響機頭進洞的關鍵問題，這也關乎洞口土層加固和頂進效果。該地質(zhì)層的埋深較大，土體壓力較大，洞口容易出現(xiàn)坍塌問題。為此，施工中在近處洞口位置設置了單排樁徑Φ500 mm高壓旋噴樁，樁間的距離為400 mm。同時施工中選擇普通硅酸鹽水泥，樁長需較洞口標高高1.5 m，每延米控制在150 kg以上[2]。

4.2 檢測泥漿配比

管道層位于粉細砂層，滲透系數(shù)和比重數(shù)值較大，泥漿比重為1.15～1.25，采取有效措施提高土渣浮托力，將渣土攜帶出地面。工程施工中要求人員充分考慮泥水循環(huán)損失的粘土梁，泥漿濃度也處于動態(tài)變化，需要持續(xù)向泥漿當中摻入適量的粘土和膨潤土，以高度保障泥水的穩(wěn)定性。

4.3 控制頂進速度

頂進施工中，務必嚴格控制頂進速度，確保工程施工的連續(xù)性。如無特殊情況，不得中斷頂進施工，如長期處于停機狀態(tài)，則要采取科學有效的處理措施，以免卡住機頭。由于管道處于砂層地質(zhì)，泥水流失問題尤為普遍。此時需適度加快頂進速度，將頂進速度控制在2～2.5 m/小時。為避免工程施工中出現(xiàn)踏空的問題，在頂進施工中，受到吊裝管道或其他因素的影響，必須關閉進漿閥門，不得沖刷掌子面，以保證地層的穩(wěn)定性。如頂進施工中出現(xiàn)沉降問題，要及時停止工程施工，同時采取科學有效的處理措施。

4.4 監(jiān)測出渣量

理論出渣量：

V0=Q（1ρ3-ρ2）/ρ1

式中ρ1為粉砂比重;ρ2為進漿比重;ρ3為攜渣出漿比重。

V=π（D/4）2L

式中L為每小時進尺長度;D為刀盤外徑。

比較理論出渣量和實際出渣量，如實際出渣量多于理論出渣量，頂管出現(xiàn)超挖問題，可能會出現(xiàn)地面塌陷;如實際出渣量與理論出渣量基本相同，則處于理想的頂進狀態(tài);如實際出渣量小于理論出渣量，則頂管存在欠挖問題，而地面則會出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。

5 沉降監(jiān)測措施

5.1 確定監(jiān)測目的

該段頂管由于下穿主干道，車流量相對較大，且周邊沒有設置分流道路，因此，需要監(jiān)測管道軸線和通行道路，以免產(chǎn)生地面塌陷等問題。如超出預警值，需及時停止頂進施工，并采取切實可行的措施確保道路正常通行[3]。

5.2 明確監(jiān)測項目和監(jiān)測周期

為促進工程施工有序開展，應積極組織專家研討通行路面的監(jiān)控方案，將監(jiān)控周期分為施工期監(jiān)控和穩(wěn)定期監(jiān)控，確定管道通過的沿線道路沉降監(jiān)測、道路周邊的路面水平位移和裂縫監(jiān)測的內(nèi)容及標準，如表1所示。

5.3 布置沉降點

由于頂管地處粉砂地質(zhì)，頂進時易于產(chǎn)生管道上方空洞問題，人員要在沿管道軸線方向設置監(jiān)控點，并在軸線兩側設置輔助監(jiān)測點。此外，監(jiān)測點的間距也必須做到均勻。如監(jiān)測點處于行車道車輪軌跡外部，則可及時將其調(diào)整到道路標線位置，有效控制行車對監(jiān)測點所產(chǎn)生的負面影響。監(jiān)測點需使用施工窨井，在窨井內(nèi)按照規(guī)定要求做好沉降點布置工作。

5.4 結果整理

由專人測量，開展復核工作，積極整理測量數(shù)據(jù)，與前一次的測量結果仔細比較，之后繪制沉降變化曲線。分析后發(fā)現(xiàn)，沿管道軸線沉降量達5 mm，主要原因為道路施工路基沉降，并未受施工的影響。頂管施工后運行2年，工程并未出現(xiàn)裂縫或沉陷等病害，達到了預期的施工效果。

6 結束語

市政道路施工中，沉降控制有利于保證工程的穩(wěn)定性和安全性。為加強工程施工效果，應當結合工程實際和要求，采取切實可行的施工技術，做好沉降監(jiān)測，合理布置沉降點，明確監(jiān)測項目和周期，以此加強工程建設規(guī)范性，促進市政道路的平穩(wěn)運行。

參考文獻：

[1]劉云兵.淺析砂層頂管下穿市政道路施工的沉降控制技術[J].門窗，2019（3）：56-57.

[2]馬高峰，杜方.富水砂層頂管下穿高速公路的方案及措施[J].城市建筑，2019（36）：150-152.

[3]鄭書朝.大斷面矩形頂管沉降控制技術[J].建筑科技，2018（4）：45-48+55.