由于地下地質(zhì)、水文環(huán)境的不確定性、現(xiàn)行勘察規(guī)范對鉆探點(diǎn)間距要求、地下障礙物物探技術(shù)的局限性等原因，頂管工程經(jīng)常會(huì)遇到各種地下不明障礙物。

不明地下障礙物主要為地下孤石、廢棄管（混凝土和鋼管）、廢棄工程樁及圍護(hù)樁、未回收錨索、未探明管線、邊坡抗滑樁及現(xiàn)狀重要建筑物樁基等障礙物。

因此，如何安全快速有效地處理不明障礙物具有非常大的工程意義。本文根據(jù)實(shí)際成功案例工程進(jìn)行研究探討，分享和總結(jié)案例設(shè)計(jì)過程及施工過程，以指導(dǎo)后續(xù)有關(guān)類似工程。

工程概況

工程位置和周邊環(huán)境概況

公明車輛段110kV公塘ⅠⅡ線、育塘蔣線新建電纜路徑下穿光明大道沿規(guī)劃月亮路敷設(shè)，其中過光明大道A5~A6段采用內(nèi)徑1500mm（外徑1800mm）水平頂管下穿光明大道，頂管段覆土厚約10~12m，坡度為10.0‰，設(shè)計(jì)頂管長度約261m。A5~A6頂管段下穿次高壓燃?xì)夤埽?500鋼管）、中壓燃?xì)夤埽?500塑膠）及雨水管（ 500混凝土）。

工程總平面示意圖

工程地質(zhì)情況

本工程主要揭露地層為第四系全新統(tǒng)人工填土，其下為第四系沖洪積層的中粗砂及粘性土層，基巖上部多為第四系殘積土所覆蓋，下伏基巖為加里東期片麻狀黑云母花崗巖。

遇障情況分析

2022年3月3日A5~A6段頂管采用泥水平衡頂管機(jī)由A6始發(fā)，3月11日頂管至185 m遇地下不明障礙物。頂管機(jī)硬磨2d，機(jī)頭進(jìn)尺約6m，由于始發(fā)時(shí)使用的頂管機(jī)不具備鑿巖功能，已無法繼續(xù)掘進(jìn)。頂管機(jī)停機(jī)位置與燃?xì)夤埽―N200）平面位置基本重疊，豎向距離約9.2m；與雨水管（混凝土DN1500）平面距離***近約2.6m，豎向距離約8.1m；與污水管（混凝土DN400）平面距離***近約5.9m ，豎向距離約7.4m。

頂管機(jī)遇不明障礙物位置平面示意

鑒于頂管無法繼續(xù)再掘進(jìn)的情況，與管線權(quán)屬單位溝通，立即組織設(shè)備進(jìn)場補(bǔ)勘，探明地下不明障礙物。針對現(xiàn)階段頂管停機(jī)位置，在其前方0.5~1m處布置1個(gè)勘探孔，并在剩余70m未頂進(jìn)段布置1個(gè)勘探孔，視地層起伏情況再適當(dāng)加密勘探孔。

根據(jù)補(bǔ)勘資料，頂管機(jī)停機(jī)的主要原因是遇到中風(fēng)化片麻黑云母花崗巖（天然單軸抗壓強(qiáng)度14.0～49.5MPa）。頂管機(jī)停機(jī)位置主要地質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化土狀片麻黑云母花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化塊狀片麻黑云母花崗巖及中風(fēng)化片麻黑云母花崗巖。

遇障處理方案研究

頂管工程遇不明障礙物處理方案主要分2大方向：地面及地下處理技術(shù)。其中地面處理技術(shù)和地下處理技術(shù)又分多個(gè)處理方案，對多個(gè)方案進(jìn)行了整理及從多個(gè)方向?qū)Ρ取?/span>

地面處理技術(shù)

豎井開挖技術(shù)

原理：直接通過開挖的方式取出障礙物。

優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用***早、技術(shù)成熟、難度較低，可處理各種類型障礙物。

缺點(diǎn)：頂管上方不能存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等。投資較高，工期較長，可實(shí)施性較強(qiáng)。

案例：南京市外秦淮河污水截流管頂管工程（DN800），埋深8.2m，地層以粘土為主，施工中遇河堤灌注樁。

鉆孔清除技術(shù)

原理：依靠鉆探技術(shù)，從地面鉆至障礙物所在位置，再對其進(jìn)行相關(guān)處理。

優(yōu)點(diǎn)：安全、可靠、***，地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可清除各類障礙物。

缺點(diǎn)：頂管上方不能存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等。投資一般，工期一般，可實(shí)施性較強(qiáng)。

案例：廣州市大沙地污水處理系統(tǒng)廠外管網(wǎng)土建混凝土頂管工程（DN2000），埋深8.5m，中粗砂層，遇外徑1.8m舊污水管。

地下處理技術(shù)

慢速磨頂技術(shù)

原理：降低頂進(jìn)速度，借助自身刀盤或其他輔助機(jī)構(gòu)，不斷對障礙物進(jìn)行磨損破碎達(dá)到去除目的。

優(yōu)點(diǎn)：可應(yīng)對頂管上方存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等環(huán)境。

缺點(diǎn)：不能處理廢棄管道、鋼筋、全斷面大塊孤石等障礙物，風(fēng)險(xiǎn)高。投資較低，工期較短，可實(shí)施性一般。

案例：白龍港南線東段污水干管頂 管工程，頂管管徑DN4000，淤泥質(zhì)粘土層為主，提前對頂管機(jī)進(jìn)行改造，增設(shè)16把先行刀，***終順利磨除障礙物0.56m PE管。

開倉清除技術(shù)

原理：在開挖面穩(wěn)定條件下開艙進(jìn)行人工、機(jī)械或爆***理。

優(yōu)點(diǎn)：可應(yīng)對頂管上方存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等環(huán)境。

缺點(diǎn)：需***技術(shù)人員操作，存在較高風(fēng)險(xiǎn)，掌子面不能暴露太長時(shí)間，風(fēng)險(xiǎn)高。投資較高（包括加固，可實(shí)施性一般。）

案例：汕頭市第二過海水管頂管工程（鋼管DN2000），頂進(jìn)中遇堅(jiān)硬巖石段及體積較大孤石。對土體進(jìn)行加固，加壓開倉，對巖層及孤石進(jìn)行爆***理。

套管技術(shù)

原理：將管徑不同的鋼套管或頂管機(jī)頂入遇障頂管機(jī)外圍或內(nèi)部，然后進(jìn)行障礙物處理。

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，施工風(fēng)險(xiǎn)低，可應(yīng)對頂管上方存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等環(huán)境。

缺點(diǎn)：頂管糾偏難度大、頂管接收井需滿足始發(fā)空間。投資一般，工期一般，可實(shí)施性較強(qiáng)。

案例：溫州湯家橋北路過河污水頂管(DN1000)，在頂至離接收井洞門7m時(shí)遇較大鉆孔灌注樁。對地層預(yù)加固后，在接收井安裝頂進(jìn)設(shè)備，采用直徑為1.4m的鋼管反向頂進(jìn)至遇障頂管***節(jié)管位置，***終從接收井拉出機(jī)頭。

頂管回退技術(shù)

原理：通過頂進(jìn)油缸反向拉拔管節(jié)，而管節(jié)本身需與頂管機(jī)頭焊接或螺紋方式連接成為整體，逐漸拉出頂管。

優(yōu)點(diǎn)：能處理可清除類及不可清除類障礙物，處理范圍廣。

缺點(diǎn)：施工操作復(fù)雜，且對地表沉降影響較大。投資一般，工期一般，可實(shí)施性一般。

案例：金山一水廠二期水鋼頂管（DN1200）工程，埋深2.4m，頂進(jìn)約10m后遇原水管混凝土支墩，采用頂管回退技術(shù)然后更改頂進(jìn)線路。

考慮頂管機(jī)停留位置位于光明大道主道上，交通疏解困難、同時(shí)上方有現(xiàn)狀110kV架空線，中壓燃?xì)夤埽―N200）、雨水管（DN1500），采用地下處理技術(shù)進(jìn)行清除障礙物可實(shí)施性更高。本工程頂管施工前，屬于事故處理，未對頂管刀盤進(jìn)行特殊改造，慢速磨頂技術(shù)不可行；該區(qū)域水位較高，水系豐富，地面加固條件困難，開倉清除技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)太高；同時(shí)頂管已經(jīng)施工約191m，采用套管技術(shù)（反向套管法）進(jìn)行清除障礙物更加安全經(jīng)濟(jì)可行。

結(jié)束語

現(xiàn)階段頂管施工工藝技術(shù)成熟，如在頂管施工前及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下障礙物，處理方案將考慮得更加周全、可靠及更加經(jīng)濟(jì)。被動(dòng)地進(jìn)行事故處理，在處理不明障礙物時(shí)考慮的更多是安全和施工周期，可選擇余地減少。

因此，施工前期對地質(zhì)、建（構(gòu)）筑物排查、地下管線探摸工作就格外重要，避免施工過程中遇不明障礙物進(jìn)行被動(dòng)處理顯得尤為重要。

（1）泥水平衡頂管施工遇不明障礙物時(shí)，采用非機(jī)械頂管反向掘進(jìn)，清除地下不明障礙物后，再通過反向拖出頂管機(jī)，可1*3*1+19-10/29+7-3實(shí)施性、安全性均有保證。

（2）非機(jī)械頂管采用鋼管管節(jié)時(shí)，建議管節(jié)接頭采取一定數(shù)量鋼管活接頭，對頂管糾偏有較大的作用。

（3）套管技術(shù)（反向套管法）可應(yīng)對頂管上方存在重要建（構(gòu)）筑物、無法遷改管線及河流等環(huán)境，技術(shù)成熟，施工風(fēng)險(xiǎn)低，在方案選擇上具有很大的優(yōu)勢。