摘要：超大截面矩型顶涵施工工艺主要适用于疏解城市道路交通繁忙的交叉路口下施工，（地下长100米内通道施工），具有施工工期短、造价省、不影响原城市风貌的特点，同时具有施工期间不影响交通、环境的优点。此项施工技术，目前正在被广泛接受推广使用。
关键词：超大截面矩型顶涵；顶进；取芯；注浆
扬州市荷花池地下停车场工程附属工程的地下联络通道断面属超大矩型截面，采用了此项施工技术。但在工作井施工完成后，顶进设备机头顶进出洞时，突发喷水、顶进设备需求电流骤然加大，顶力超极限不能继续顶进的工况。如何科学快速解决此项技术难题，当时成了攻关的紧迫课题。
一、工程概况
扬州市荷花池地下停车场附属地下联络通道工程，主要连接南通路北苏北人民医院地下车库与荷花池地下车库，呈南北走向，共分两段，一段明挖（长65.5米，已完成），一段地下顶进（长84米，管片矩型截面尺寸8.10*4.95米），具有截面大、距离长、设计顶推力高（36000KN）等特点。此通道穿越段地下土质主要为松散的粉质土，伴有砖杂及古建筑物基础，地下水位高，通道上南通路面有川流不息的车辆及人群，施工场地极为狭小。工作井、接收井均采用钢筋混凝土灌注桩支护，桩间土采取压密注浆，水泥土搅拌桩作为止水帷幕，为确保工作井渗水及顶进设备后座反力，对工作井顶进方向的前后断面进行了加固。（见下图）
二、顶进设备机头出洞顶进受挫、喷水时工况
根据工艺要求，超大截面矩型顶涵顶进线路上的阻力必须小于顶进设备的设计推力及工作井墙板的加固强度，才能保证顶进设备、施工处于安全状态。一般做法是通过调整设备刀头角度、旋转、推进速度，对顶进方向刀头前硬质、软质障碍物进行破碎、疏松，通过螺旋出土机出土排渣，利用触变泥浆改善顶进土质及护壁，能够起到减阻、止水效果。本案联络通道工作井顶进面——围护结构钢筋混凝土灌注桩，经人工配合小型机械凿除后，在设备机头慢速出洞顶进时，顶进设备控制电流瞬间升高，顶进压力表达极限值，沿机头出泥管瞬间喷出较大水压的泥水流。如不立即停止顶进，采取封堵措施，水流会夹带大量粉土沿出土管喷出，埋没设备机头，同时造成基坑周边及通道加固区外的地面塌陷，酿成交通瘫痪和工作井的极大险情、设备损坏。现场技术人员紧急会商后，立即采用应急物资棉被强行堵死出泥管，暂停顶进。
三、原因分析
（一）我们首先找出地质勘探报告，查明险情区域是否存在特别复杂的地质情况和地下水暗流通道，并对现场组织补勘。地质结果基本与原报告相符，但发现地下水位除与勘探报告基本吻合外，还发现了一条由苏北医院通往荷花池湖面的暗道。经走访了解，此暗道为苏北医院多年前废弃的排污道。根据掌握的第一手资料分析：顶进阻力超强既然排除了地质条件因素，那会不会是加固区水泥土原因呢？于是我们又对工作井加固区水泥土进行现场取样检测，发现检测数据远大于设备技术参数要求。技术人员大胆推测：问题可能就是加固区水泥土强度过高造成阻力过大而引起压力升高。为此，与原设计人员进一步分析沟通了解：工作井顶进方向加固区设计时因考虑周边地下水较高，渗透压力较大，易引起渗漏、塌方、冒水等危险因素，对工作井加固区水泥土提高了设计标准，对顶进设备的能够承受的最大推力估计不足。
（二）施工时，在顶进面工作井围护结构灌注桩施工后，为防止水泥土搅拌桩机施工时破坏灌注桩，在水泥土搅拌桩与灌注桩之间预留间隙较大，虽有灌注桩间土压浆加固，未能填实加固间隙部分，加上荷花池湖面较高水位通过探明的废弃排污暗道直达加固区域，形成较高压力的地下水流夹带泥沙渗入加固间隙。
四、处理对策
根据分析查明的原因，对症下药。技术会议决定分两步走：一是解决地下水问题。采取“双液”注浆，在暗道内快速形成棉絮状固体物，隔断暗道渗水路径，同时在加固区两侧一定距离外设置管井，利用渗水曲线“漏斗”原理，降低险情区域的地下水位，保证水位在机头作业面以下。堵疏结合，双管齐下。二是减阻。在顶进水泥土加固区取芯，降低顶进阻力。具体做法是在障碍区范围内加密钻孔，加密钻孔后顶管机进行试顶进，如能够以正常推力顶进，则无需再次进行加密钻孔。如仍无法以正常推力顶进，则再次加密钻孔处理。经多次调试，最终钻孔间距0.25m，呈梅花状布置，（每个孔施工完成后临时用干燥细颗粒黏土回填）期间多次调整触变泥浆溶度进行配合修正，最终满足了设备正常顶进要求，顺利通过了加固区。三是设备机头穿越险情区后利用原取芯洞口高压回灌水泥浆，防止因取芯松动的加固区土层塌陷或形成新的渗水通道，同时对灌注桩后间隙部分灌浆加固密实，待达到一定强度后，停止降水，封闭井洞口。（见下图）
1米间距 0.5米间距 0.25米间距
五、技术处理的结果
此施工技术方案经严格审查和审批，在分析可能出现的各种险情、应急预案人力、材料准备完成后，精心组织了实施， 施工过程的工况与原因分析的工况基本吻合，快速有效地化解了此次施工出现的较大险情，及大地鼓舞了我们技术人员的信心，确保了顶进设备自身和险情区域的安全。
六、社会及经济效益
本工程采用的技术处理措施，有效地解决了大型截面矩型顶涵施工地下联络通道出现的难题，在狭窄的施工区域避免了机械开仓及明挖卸载带来的经济损失，消除了工期延误，处理期间未对交通造成阻塞，同时也保护了环境，为大截面矩型顶涵工艺在地下水位较高、地下土质松散复杂环境下应用积累了宝贵的经验，取得了良好的社会口碑和广泛的赞誉。
参考文献
[1]钻孔灌注桩施工规程DGTJ08---202---2007.
[2]地下工程防水技术规范GB50108-----2008.
[3]顶管工程施工规程DGTJ08----2049---2008.
[4]土工试验方法标准GBT50123----1999.
[5]岩土工程勘察规范GB50021---2001.
论文作者:王加明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/24
标签：截面论文; 设备论文; 险情论文; 机头论文; 通道论文; 地下论文; 钻孔论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;