复杂多变地质条件下顶管施工技术

皮军宝

宜昌市城建项目管理中心 湖北 443000

摘要：目前，国内顶管在各种各样复杂多变的地质环境下施工还是有很大难度的。不过随着经济建设的发展，建筑行业顶管施工技术在不断的更新进步，使得国内的工程建设质量也得到了很大的保障。

关键词：复杂多变、顶管施工、工程质量

在过去的建设施工中，人力物力是地下管道铺设的主力军。但是由于在实际施工中，规模会很庞大。不仅仅对人们的日常生活造成了较大的干扰，还会对附近环境造成较大的破坏。况且由于人力物力的局限性，难以有效的提升施工效率，无形间施工成本就加大了很多。而随着顶管施工技术的推广运用，极大的改善了施工效率，今天就来探讨下顶管施工技术在复杂多变的地质条件下该如何展开。

一、顶管施工技术理论的介绍

(一)什么是顶管施工技术

顶管施工技术就是指可以在施工中不去开挖，直接对管道进行铺设和维修，通常也被叫做非开挖施工技术。这项技术目前在国内的地下管道、电缆铺设中被广泛使用，效果非常显著。例如一些比较复杂多变的环境，施工场所的建筑大多数都是那种历史文物建筑，为了保护这些建筑，不可能采取大规模人力管道铺设的方法，这时候就可以选择顶管施工技术去完成。

(二)顶管施工的技术原理

顶管技术的工作原理就是靠着管道内和主顶油缸产生的推力，然后使用机械的力量，让工具管可以从弄好的工作坑里面直接穿过土层直到接收坑里面。完成这样的工作后，就可以再其内部弄出来一个通道，保证在通过的时候可以不破坏周边的环境并且阻碍很小。

在实际施工中，经常会出现工具管在工作了一部分距离后，会影响到泥土的摩擦，这是由于主油缸在工作中的顶力所造成的限制。所以说，人们为了解决这一问题，研究出了分段施工的办法，很好的解决了泥土摩擦的问题。而且还可以通过在分段的施工中使用中继油缸，就可以形成移动式的顶推站。如果在实际施工中遇到了长距离的管道，且无法分段施工时，可以添加一些润滑剂到工具管中。

通过顶管施工的技术原理也可以看出，与过去的人力铺设相比较，不仅可以对资源进行合理的利用，还可以尽可能的减少对环境的破坏。但是呢，顶管施工技术也不是完美无缺的，在遇到土质疏松的施工环境时，有较大概率会发生偏差，很难修复。

二、常见的复杂多变地质环境

(一)地质条件复杂

在对市政项目进行施工过程中，常常会发现这样的地质条件。那就是淤泥黏土的厚度在0.5~5.5m左右，相对应的地基强度一般为70Kpa，并且还可能会有中细砂等的出现，严重影响了地基的强度。在遇到这种环境时，一定要在施工前提前分析处理，那可以保证地基的稳定性，从而保证整体工程的质量。

(二)地下水流量很大

由于某些建筑施工场地地势低洼，且遇到降水量加大的情况时，中细砂层中会积存较多的地下水，这些地下水会保持在一个较高的状态。一旦受到河床水流等的影响，那么较高的状态就会维持很长时间。这也是最常见的复杂地质环境，会对施工的整体质量造成很大的影响。施工人员需要提前了解，并根据这种情况合理的使用顶管施工技术，才能保证施工的顺利进行。

(三)工程施工地面有大量建筑物

施工地面上有大量建筑物，这也是最常见的复杂环境之一。尤其在市政工程中，工程地面拥有着大量建筑物的情况屡见不鲜。如果在施工时无法根据实际情况合理的使用技术，地表发生沉降的可能性就会大大发生，从而影响到地面建筑物的质量。

三、顶管施工技术在实际工作中的应用

(一)顶管施工前的准备工作

首先，在施工前一定要对施工现场环境进行检测观察，掌握施工工地的具体情况。如果施工工地恰好在人们常路过的路口或者是行车经过的地方，要提前设立好明显的施工警示牌，引起过往行人和车辆的注意，保证安全施工。

其次，一定要对施工地下进行检测，查看是否有燃油的现象。如果有，那要提前根据实际情况想好相对应的处理办法，保障在施工过程中不会出现意外，保证施工人员的安全;如果检测时发现施工工地的地质较为松散，那要在施工前要使用膨润土悬浮液对土壤进行处理，然后在使用顶管技术进行施工，不仅可以保障施工过程中偏差的减少，而且后续即使出现偏差也可以针对性的进行修复工作。

最后呢，在顶管施工前，要根据实际情况进行路径分析设计。尽量避免施工路径中出现树木和建筑物的情况出现，并且根据设计好的路径合理的制作工作坑。做好这些准备工作，不仅仅可以大规模的缩短工期，而且还能保证顶管施工效果的实现，最最最重要的就是可以保护环境，节约资源，从而降低成本。

(二)顶管施工中的具体实施步骤

首先就是工作坑方面。在对工作坑施工前提前进行检测工作，保证地下水的水面必须低于0.5~1m，并且在开挖前将地下水排出，这样才可以安全的进行顶管作业施工。另外就是施工安全的问题，对工作区设立施工警示牌，防止对行人和车辆造成危险;施工人员工作时，要远离顶管施工中的大型设备，保证个人的人身安全。只有这样，才能保证工作坑施工的安全质量。

其次就是对施工中的设备安装问题。在顶管施工过程中，有两个设备是保障安全最重要的，一个是千斤顶;另一个是脚手架。所以说施工人员在施工前，一定要仔细的检查千斤顶没有一点问题，一旦有任何问题要及时的更换或者进行维修，才可以保障施工的安全。对于脚手架安全来说，最重要的就是螺丝，一定要把脚手架上的螺丝拧紧，在施工中也要随时对脚手架进行安全检测。

最后就是顶进的步骤，顶进施工过程中必须要专业的施工人员来监管操作。一旦有意外情况的发生，必须及时的关闭顶进设备，保证设备不会损坏。如果顶进工作还没有开始，那么一定要给即将使用的设备去做全面的检测，确保没有安全问题。在顶进施工工作具体的实施步骤分为：先安装好顶铁，安装设置好之后，就可以开始施工顶进;到顶进最好正好走到设计时规定的距离是，顶进工作就可以结束了。

四、在复杂环境下的补救措施

(一)用套管阻力来进行补救

在实际的施工过程，经常会遇到粉质液化土这种复杂的施工场地，具有很大的摩擦力。如果顶进时土层接触到管壁的话，会产生阻力。因此，在施工前一定要算好阻力，从而能够合理的控制顶管的长度，这样机头出现抱死的情况就会大大的减少。一般情况下，用套管套住钢筋混凝土顶进时，如果直径需要达到2400mm，那可以先顶进150mm;然后再用直径为1800mm的套管放到直径为2400mm的套管上，就可以继续进行挺近工作了。当固定深度感应到套管时，施工就能够完成了。

(二)用压密加固来进行补救

用压密加固补救的补救措施是：首先用吊具结合水泵和起重器等设备，然后把管节慢慢地运到指定的位置，最后用三角木垫来加固，确保稳定性就可以。其次要对管节的质量进行检查，还需要观察一下，在进行注浆操作时会不会堵塞。如果施工的材料一旦出现质量上的问题，赶紧第一时间做好标记，并联系相关技术人员进行补救。最后就是压密加固一下工作井的洞口，这里可以采用压密注浆的技术。只要把洞口附近的一些缝隙堵好，施工就可以完成了。如果想进一步的保障一下施工的质量，在用泥浆进行压密加固时，提前做好相应的配比，可以使得洞口更加的稳定。

(三)进洞漏水的补救措施

进洞漏水的补救措施是：首先把托架健在井的四周，然后在洞口安装好止水圈。可以有效的防止漏水现象的发生;其次都洞口的地基进行加固处理，衔接好井壁与管节出现的那些缝隙，然后好好清理一下导管。可以有效的防止堵塞现象的发生;最后想要防止防水圈漏水，可以在施工前，用接受井托架，而且还要用1.2m宽度的槽钢对洞口进行设置。这样就可以大大提升洞口的紧密性。一旦出现施工漏水的现象，第一时间进行合理的补救。施工中掘进机工作停下来之后，立刻把管道和掘进机分开，施工安全就能得到大大的保障。

(四)误差控制的补救措施

当在静止的施工状态下，土的硬度会导致误差情况的出现。简单点来说，施工中土的硬度越高，顶进过程中出现误差的情况就会很多，而且还无法进行有效的控制。如果要彻底预防这些情况的出现，需要做好下面这些情况：

首先要对首节管节的硬度进行进一步的加强，保证平稳性，用通过加钢套环的方式，尽可能的去减少误差，保持在安全施工的范围之内。其次在控制误差的方向时，要同时抓住“校正”和“恢复”两个方向，最后再对误差进一步的进行校正。

五、结语

随着国内经济的飞速发展，建筑行业的各项施工技术也在持续不断的更近改进。人们对施工的质量也提出了更高的要求，不仅仅要保证安全，还要尽可能的较少对环境造成的破坏。目前，顶管施工技术已可以较好的满足需求。所以要求工作人员在施工前要做好准备工作，熟练施工步骤，并且能够解决复杂环境下出现的各种问题，做好补救措施。

参考文献

[1]戴志勇.复杂地质条件下大管径长距离顶管难点与对策[0]中华建设2011 (06)

[2]李熙,邓迎芳.复杂地质条件下大管径顶管出洞施工技术[]中国高新技术企业2008(12)