姜胤延
湖南省第四工程有限公司邵阳公司 湖南邵阳 422000
摘要：结合海南国际旅游岛先行试验区文黎大道延伸线污水工程施工，介绍地下水位以下粉砂及粉质粘土层防止顶管端口垮塌技术，为类似工程施工提供参考作用。
关键词：顶管技术；流砂预防；纠偏措施；高压旋喷桩
1 工程概况
海南国际旅游岛先行试验区文黎大道延伸线污水工程，北靠丘陵，东南临海，地面标高3.85～26.27m，相对高差约22.0 m，区内见鱼塘、河流、农田及大片的果树林。
污水管埋深较深、污水管位置所处非机动车道下，距离道路中心线8米至12米内，距离山牛港170m、地下水位丰富，水位距离地面下2.35～4.44m左右，管道基础在地下水位以下，水量大且地质构造分为三层，1层素填土深度在2.3m左右，二层为粉砂深度在2.2m左右，三层为粉质粘土层深度在6m左右，该地质遇水容易塌陷、涌砂，该工程临近海边，地下水位高于工作井达到5米，采用井点降水效果不明显，施工难度较大。
2 顶管法加封端头施工方法
本工程顶管施工采用高压旋喷桩封端头配合泥水平衡机械顶管，封端头在工作井或接收井端头设置三排12.0m深，直径0.6m双重管高压旋喷桩封堵端头地下水，如在顶管过程中遇到顶管下沉也可采用高压旋喷桩固结顶管周围土层保证顶管高程、纵向第一次高压旋喷桩施工完毕，在初凝后终凝前进行第二次旋喷施工。
3封端头
由于本工程顶进部位处于粉砂及粉质粘土层极易垮塌遇水涌砂现象严重，在开始工作时就对下一步工序影响甚大，故采取高压旋喷桩作为止水帷幕墙，防止顶进口垮塌、涌砂现象。
3.1封端头方法
工作井或接收井在达到验收能顶进要求后，事先在工作井或接收井端头设置三排12.0m深，直径0.6m高压旋喷桩封堵端头地下水，设置工作井或接收井顶进方向120°范围，顶进或接收口采用法兰盘套管安装止水圈、止水带，防止涌水、涌砂。
3.2施工工艺
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图1 封端头工艺流程图
3.3顶管加固图（图2、3）
4施工工艺
4.1施工要点
4.1.1高压旋喷桩要点
（1）高压旋喷桩根据地质情况选用施工工艺，桩径为∅600，使用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量为40%，桩体28天无侧限抗压强度达到1.5Mpa。
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（2）高压旋喷桩工作参数通过试验桩确定，钻孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。
（3）在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降，上升或冒浆等异常情况时，应查明产生的原因并及时采取措施。当高压喷射注浆完毕，应迅速拨出注浆管。基坑上部5m应适当减小喷浆压力,一般控制不大于10Mpa.
（4）施工前先进行试验桩，并检验成桩质量，和止水效果以确定实际水泥用量、配合比、泵送时间、确定桩长以及桩位控制方法，以便确定高压旋喷桩的正常施工工艺参数，确保止水效果。
（5）施工应符合国家标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的有关规定。
（6）根据地质情况制定详尽的旋喷桩专项施工方案。
（7）高压旋喷桩施工一周后进行开挖检查或抽取3%桩钻孔取芯检查成桩质量，若止水止砂效果达不到要求，则排查原因及时调整施工工艺。
（8）高压旋喷桩作为止水帷幕应根据规范要求取样进行渗透试验。
4.1.2泥水平衡机械顶管要点
（1）测量放线
根据已知的交桩点，用全站仪在工作井将管道中线控制桩引至工作井内，并在第一节顶管安装一个测量中线控制靶，用激光或红外线测量顶进中线，时刻监控顶进效果。
（2）工作井排水
顶管工作时要求工作井内无水作业，井顶面要高出原地面0.15m作为挡水埂拦水，工作井内设置集水坑，集水坑采用格栅盖板防护，并及时用
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Φ50-Φ100口径污水泵排出井内积水。
（3）导轨设计
导轨是导管顶进保证不偏位的首要设备，导轨安装要稳定牢靠，要埋置在固定不动的基础设施中，以便在顶管时不会导致导轨发生移位或者下沉。导轨本身必须具备坚固、挺直，管子压上去不变形等特性，材料多用轻、重铁轨、工字钢制成。导轨在顶进过程中要安排专人监控检查校核，如发现位移变形则应立即停止作业，查找原因。
（4）工作井后基座设置
后座墙必须保持稳定，一旦后座墙遭到破坏，顶进工程就要停顿，后座墙要有足够的强度和刚度且表面应平直，防止受力不均产生偏差，在有必要的时候采用槽钢加固后座墙。
（5）顶进施工
这种地质情况下采用水泥平衡顶管掘进机，顶进过程应全程开启“报警系统”’，并安排专人检查各项设备顶进数据与顶进口止水止砂情况，如有异常应立即停止作业，采取措施纠正。
（6）顶进过程异常情况
如在顶进过程中管顶突然下沉，则应停止作业，在管顶下沉部位加设旋喷桩，待旋喷桩达到要求后再继续顶进。
（7）测量、纠偏方法
该工程设计顶管间距较短平均在30m左右，固测量监控要及时跟进，采用激光或红外线设备,每顶进两节需测量一次，并做好纠偏记录。
（8）中途停工
顶进作业一开始，就不能停顿。如果停顿粉砂和粉质粘土遇水就垮塌且地下水位较高，一旦停下容易涌砂涌水扩大了垮塌面积，增加了在顶进顶力与清理工作，如因突发情况停止顶进则在再顶进时，要对后座墙进行加固才可再顶进。
5顶管施工的监控量测
结合该地质情况，测量监控尤为重要，要勤量勤测，在进出口加固后，对于顶进过程中如产生偏移也可同样采取旋喷桩加固砂层，达到止水止砂效果
6 结语
总结本次工程的施工过程，采用高压旋喷桩封端头配合顶管施工后，预防了端头涌砂、涌水的现象，保证了工程的顺利进行，避免了质量通病，为类似的工程施工积累了经验。
参考文献：
[1]牟世安.谈顶管施工技术管理问题，财经问题研究.2013.03.27(4).
[2]刘宗辉. 顶管工程施工质量问题及防治措施,建筑建材装饰.2016.1.17.
[3]王立.顶管施工中常遇到的问题及防治措施,魅力中国.2017.37.
论文作者:姜胤延
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：高压论文; 顶管论文; 工作论文; 导轨论文; 作业论文; 测量论文; 后座论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;