一、工程水文地质情况：
1、地质情况：顶管工程管道顶进主要穿越粉土层、粉砂层和淤泥质粉质粘土层，大概以海埂公园9号工作井为界，向沉砂池方向为粉土层、粉砂层，局部地段为园砾层，个别部位夹公分石，顶进排石不畅，容易造成塌方风险，向草海方向主要是淤泥质粉质粘土层，管道底部局部有泥碳质土，注意顶管机磕头及成环隧道上浮风险。
2、水文情况：滇池水面标高为1887.251m，草海水面标高为1886.826m，水面基本比地表低0.1～2m。地下水存于浅部土层孔隙中，属潜水型孔隙水，潜水水位稳定为0.1～3.1m，稍微低于滇池水面，地下水富含于砂层中，与外部水力联系明显，工程施工风险极大。
二、施工中重点及难点
1、地层复杂多变：尤其是部分砂层地段有公分石，顶管机选型困难，顶进施工难度大，容易造成出土、出泥不畅，超排土，顶管机选型不当容易造成地面塌陷、透水等危险，尤其容易造成进洞透水淹顶管机。
2、下穿河底、滇池底：顶管下穿河流、滇池底，河底部位管道上敷土5～6m不等，没有满足泥水平衡2倍隧道直径的上覆土要求，易造成河底坍塌、透水事故，在滇池下面顶进约1.8km。
3、长距离、曲线顶进：顶管有2个顶段顶进距离超过1000m，还有2个顶段是曲线顶进，顶进控制及测量难度较大。
4、顶管制作：直径大、工期短、在云南首次施工，采用钢模板、蒸汽养护及人工振捣，在短时间内完成整个制作工艺试生产，大规模的组织生产，满足顶进需要。
5、高大沉井下沉：工程沉井平面尺寸大，下沉深度超过2５m，技术相对复杂，施工技术要求相对较高。
三、施工中常见安全质量问题及控制
１、顶管机选型：顶管机如果选型不合理，顶管顶进过程中，容易造成地面坍塌透水，甚至造成重大环境破坏或顶管失败，对工程安全、质量、进度及造价影响都非常大，出现重大风险，安全、质量、环境不可控，进度没有保障，投资突破红线，甚至造成工程项目失败。由于顶管机选型不当造成工程风险的案例屡见不鲜，顶管机选型应根据地貌、水文、地质、设计及周边建（构）筑物情况选择顶进方式及刀盘形式，确定顶管机，必要时还要进行补堪，对地质报告进行验证，以便根据地质情况及时修订施工方案。本工程主线顶管根据地质不同，采用土压平衡及泥水平衡两种顶进方式，在软土地层中选用土压平衡顶进方式进行顶进，螺旋机后加泥浆转换器转变成泥浆方式运送渣土，粉砂地层中采用泥水平衡方式顶进，采用泥浆作为进出泥水仓的平衡介质。
２、泥水平衡顶管：泥水平衡顶管刀盘一般有两种形式，辐条式和面板式，辐条式刀盘开口率大，大卵石容易排出，平衡前方土体困难；面板式开口率小，平衡前面土体比辐条式效果好，超大直径泥水平衡顶管一般采用面板式刀盘。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泥水平衡顶管适应于土质中没有大的卵石颗粒，如果在砂卵石层中顶进必须用优质泥浆作为平衡介质，泥浆有护壁功能，防止掌子面塌方，对开挖面进行护壁，泥浆比重1.1～1.16克/立方厘米，粘度大于30S。泥水平衡顶进通过泥水仓内泥浆压力与掌子面水土侧压力进行平衡，同时进出泥水仓的平衡介质（泥浆或水）的量还要平衡，进行顶管顶进控制，顶进速度与进排泥量要匹配，同步注浆、后注浆要及时跟进，减少管壁摩擦阻力，防止地面沉降，顶进过程中，根据顶管机位置对沿线地面及影响范围内的建（构）筑物进行监测，根据监测结果及时调整施工参数。
３、土压平衡顶管：通过土仓内土压力平衡刀盘前面水土侧压力及螺旋机排土量与刀盘切削挖土量平衡，进行顶管顶进控制。土压平衡顶管一般采用辐条式刀盘，开口率较大，取排土容易，在砂卵石地层中顶进，一般卵石或公分石基本可以通过，还可以开仓排除障碍物，与泥水平衡顶管相比，土方外运没有泥水平衡顶管方便，可以在顶管内采取泥水转换方式输送泥浆，对控制地面沉降及保护周围建（构）筑物相对有利。
４、进出洞控制：进出洞前，要对进出洞加固段进行检查，检查桩体质量是否达到设计要求，对洞门进行探孔，检查洞门渗漏水情况，具备顶管接收或始发条件，才能允许顶管机进出洞。顶管出洞技术采用双层帘布橡胶板止水，洞口预埋注浆管，以便洞门出现漏水或漏泥时及时补压浆液堵水。顶管顶进时洞口密封止水必须可靠，如果洞口密封止水不严，触变泥浆、地下水或泥砂就会从洞门流出，造成触变泥浆流失，影响泥浆润滑减阻的效果，甚至会造成洞口上方地表塌陷，殃及周围建（构）筑物和地下管线的安全。顶管进洞技术目前还不是非常成熟，顶管进洞时，顶管机经常被淹，尤其是在水位高的砂层中进洞基本不成功，如果接收井周围有建（构）筑物，要慎重使用，主要原因是顶管外壁注不凝固浆液，起润滑及填充作用，无法阻断加固区以外的水源，进洞措施再考虑不周，顶进参数控制不严，在水位高的砂层中进洞非常容易向洞内涌水，水淹顶管机。
５、减阻泥浆：小直径顶管基本采用膨润土作为减阻润滑材料，大直径顶管如果只采用膨润土进行减阻顶进会非常困难，摩擦阻力会非常大，要及早启动中继间，还可能造成阻力大于工作井能够提供的最大荷载，甚至造成工作井破坏，超大直径顶管减阻浆液一般采用2种浆液，工具管机头部位一般用膨润土粉煤灰同步注浆，起到润滑填充作用；机头以后壁后注浆，一般要根据地层情况进行试验，选择高效润滑浆液，达到减少摩擦阻力的效果。
６、中继间技术：又叫中继站或中继环，根据设计要求安装在顶进管线的某些部位，把顶进管道分成若干个顶进区间，它主要由多个顶推油缸、特殊的钢制外壳、前后两个特殊的顶进管道和均压环、密封件组成。超大直径顶管即使采用高效减阻浆液也要按设计要求安装中继间，还要及时控制顶力，还没有达到主顶顶力或工作井最大设计荷载前及时启动中继间。
７、顶进测量：顶管施工测量是短边控制长边，测量精度要求高，由于顶管施工的特点，随着顶管长度增加顶力增大，工作井自身都有可能发生变形，另外沉井工作井受力变形相对较大，要每天对工作井内控制点进行联系测量，一般每周都要对工作井周围的控制点进行复核，防止由于控制点位移造成测量偏差。直线段小于500m的顶管一般采用激光控制轴线、标高，加上人工定期复核，超过500m及曲线段必须按规范要求采用人工测量。
８、验收规范情况：大直径顶管顶进施工目前还没有国家验收规范，本工程使用设计单位设计的验收标准《管节制作及顶进施工验收标准》，该标准请专家论证评审后报质监站备案实施，顶管施工验收规范还要进一步完善。
四、结束语
泥水平衡顶进渣土经常没有经过处理即外排放，不符合安全文明施工及环保要求，需要进一步改进；顶管进洞时工作井经常被水淹，通常被称为带水进洞，该种做法如果周边有建（构）筑物或环境要求高时，带水进洞危害非常大；内径超过4000mm的顶管在软软土层中顶进，如果壁后注浆控制不好、主顶力过大及选择上坡顶进等原因，顶管上浮概率非常大；有些不规范的施工队伍不做接收井直接顶进，尤其是小直径顶管，在机头部位开挖，后做工作井，顶管轴线经常超差。以上4种做法还有待进一步规范。
论文作者:邵凤密,邵谦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/23
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