摘要：本文主要是結合天津市張貴莊污水處理廠進水主干管工程頂管工程中遇到的實際問題進行論述。
關鍵詞：大口徑;頂管;常見問題;防治
Abstract: This paper combine with the Tianjin zhangguizhuang sewage treatment plant influent practical problems encountered in the trunk pipe works pipe jacking project discusses.
Key words: large-caliber; pipe jacking; FAQs; prevention
中圖分類號：TU823.3 文獻標識碼：A 文章編號：
1.工程概況
張貴莊污水處理廠進水主干管工程為張貴莊污水處理廠進水管線，西起外環線小王莊污水泵站，東至袁家河以西150m，管道全長約12km。
其中：D2200mm管道7662m,D1800mm管道262m，D1650mm管道4079.6m，均采用頂管施工。
2.工程特點
不同于以往的管網工程，此項工程規模大，要穿插津濱高速公路改擴建工程施工，受津濱高速交通導行和施工場地的制約，施工場地范圍狹窄，且大部分管線位于津濱高速公路下坡腳6m處，因此對沉降控制有較高的要求。
3.施工工藝及流程
結合本工程特點及土質條件，為保證路面不發生較大沉降，本工程采用土壓平衡頂管和泥水平衡頂管施工。本文就土壓平衡頂管施工常見問題進行簡要總結。
3.1工藝流程：
3.2工作坑的制作
常見工作坑按構筑方法分為：沉井坑、地下連續墻坑、鋼板樁坑、混凝土砌塊或鋼瓦楞板拼裝坑以及采用特殊施工方法構筑的坑。本工程考慮地質條件施工成本、施工速度及工藝可靠性，采用了當今比較成熟的工作坑制作方法：外側打雙排水泥攪拌樁帷幕，樁徑0.6米，咬合0.2米，水泥摻量15%，內側采用鋼板樁支護。由于本工程管線大部分位于津濱高速公路下坡腳處，對基坑深度超過7.5m的工作坑采用靠近津濱高速側施做鋼筋砼灌注樁上接冠梁，其余三側施做雙排水泥攪拌樁，以保證高速公路路基穩定。
工作坑尺寸計算
計算公式：
底寬B=D1+S
底長L=L1+L2+L3+L4+L5
式中：S—操作寬度(m)，取2.4～3.2m;
D1—管外徑(m);
L1—管子頂進后，尾部壓在導軌上的最小長度(m);
L2—管節長度;
L3—出土工作間長度，根據出土工具而定，宜為1.0～1.8m;
L4—液壓油缸長度(m);
L5—后背所占工作坑長度，包括橫木、立鐵、橫鐵(m);
考慮施工中會遇到某些因素，所以工作坑尺寸應適當放大，最后主坑取B=6.5m，L=8.5m，副坑適當減小。
4.施工中問題的處理：
4.1管道軸線偏差過大，使管道發生彎曲，甚至造成管節損壞，接口滲漏。
4.1.1 原因分析
(1)土層正面阻力不均勻，使工具管受力不均勻，形成導向偏差，造成管道軸線偏差。
(2)頂管后背發生位移或不平等，是頂力合力線偏差。
(3)千斤頂不同步，或千斤頂安裝精度不夠，造成頂力合力軸線偏差，使管道軸線發生偏差。
4.1.2預防措施
(1)頂管施工前應對管道通過地帶的地質情況認真調查設置測力裝置，指導糾偏。糾偏應按照“勤測量，勤糾偏，小量糾”的操作方法進行。
(2)加強頂管后背施工質量的控制，確保后背不發生位移，且后背應平整，保證頂進設備的安裝精度。
(3)如采用同種規格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力線與管道中心線相重合。
(4)在頂進過程中應隨時繪制頂進曲線，以利指導頂進糾偏工作。
4.2地面沉降與隆起現象
4.2.1原因分析：理論上講，掘進機在頂進過程中，其土倉的壓力P如果小于掘進機處土層的主動土壓力PA，則出土量會大于開挖段面實際土量，地面就會產生沉降。反之，土倉壓力大于掘進機所處土層的被動土壓力PP，出土量則小于開挖段面實際有土量，地面就會產生隆起。
在實際施工過程中，糾偏不當，管道外圍形成空隙或頂管后未置換泥漿以及管道接口不嚴密都會造成土體損失，形成塌陷。
4.2.2防治措施
(1)施工前應對工程地質、管線情況進行周密調查，制定切實可行的施工方案，并對距管道較近的建筑物及其它設施采用相應的加固保護措施。如果管線上方出現局部塌陷，可采用水泥:水玻璃=1:1的雙液漿進行注漿，防止沉降。
(2)把土倉壓力控制在PA
(3)嚴格控制頂管軸線偏差，執行“勤測量、勤糾偏、小量糾”的操作方法。
(4)在頂管結束后，及時用水泥或粉煤灰等置換泥漿。
(5)嚴格控制管道接口密封質量，防止滲漏。
4.3頂力突然增大
4.3.1原因分析：在一般土壓式頂管施工中，頂力可采用下面公式求得 F = F0 + f0L
F—總推力(KN)
F0—初始推力(KN)
f0—每延米管子綜合阻力(KN/m)
L—推進長度(m)
F0 = α (π/4)Bc2
式中：α—綜合系數(軟土α=1.5 砂性土α=2.0 礫石α=3.0)
Pe—土倉壓力(kPa)
Bc—管外徑
由理論公式分析可知，頂力主要由兩部分組成，即土倉正面阻力和管道外側與土體間的摩阻力。
故在頂進過程中掘進機前端遇較硬土質或障礙物，則F0增大F則會增大，管道軸線偏差或注漿減阻措施不到位都會增大管道外側與土體間摩阻，從而增大F，并且如果軸線偏差大，在糾偏時會造成軸向頂力損失，頂力在管節間傳遞過程中會在非軸向方向產生分力，造成損失。
此外，也可能是設備油泵、油缸、油路發生故障。
4.3.2防治措施
(1)嚴格控制管道軸線偏位。
(2)按不同地質條件配制適宜的泥漿，采取同步注漿的方法，及時足量的注入泥漿，并將石蠟和10%柴油混合加熱后均勻涂于管節外壁上。
在頂進時機頭后跟10節帶注漿孔管和7節普通管，注漿形成漿套，以后每1節帶注漿孔管后帶2節普通管，進行補漿，保持漿套的完整性。
(3)頂進施工前應對頂進設備進行認真檢修、保養。
(4)停頂時間不能過久，發生故障應及時排除。
4.4工作坑在龍門口上方土體塌陷
4.4.1原因：在本工程進行過程中，幾乎每個工作坑都出現了龍門口上方土體塌陷現象，究其原因無非是洞口止水工作不到位。本次頂管施工工作坑采用水泥攪拌樁加鋼板樁支護。
在掘進機出洞頂進時，掘進機周圍水泥攪拌樁會被破壞形成裂紋，土隨地下水進入工作坑內，造成土體流失。
4.4.2防治措施
常見洞口止水方法為設前止水墻，做法見下圖：
頂管出洞是指在工作井安放就位的掘進機和第一節管從井中破封門入土中的階段。筆者認為，頂管出洞關鍵應做好以下幾個方面工作：管線放線、附加層制作、導軌輔設、洞口止水、穿墻等幾方面工作。
經本工程的頂管實踐發現，頂管出洞工作對大口徑頂管施工的成效非常關鍵。頂管出洞措施完善，掘進機能從工作井安全出洞，才能保證頂管順利進行。必須制定并采取切實可靠的措施，以保出洞成功。
4.5鋼筋砼管接口滲漏及管節裂縫現象
4.5.1原因分析
管節和密封材料質量不符合技術標準，以及管道軸線偏差過大造成的接口錯位、接口或止水裝置選型不當等都會造成接口滲漏。而管節裂縫現象主要是由于管材質量不合格或頂力過大、軸線偏差造成的局部應力集中等原因造成。
4.5.2防治措施
(1)嚴把管材和接口的質量驗收制度。管材等級必須符合設計要求，并按規定進行管材檢測，不合格管材不準用于施工中。
(2)認真進行接口和止水裝置選型。
(3)控制管道軸線偏差和控制頂力在管材允許的承壓范圍內，管材在運輸和吊裝過程中采取必要的保護措施。
