頂管施工沉降觀測及應(yīng)急處置措施

張占民

摘 要：衡水南水北調(diào)配套工程水廠以上輸水管道工程穿越大廣高速公路輸水管線，與大廣高速公路K1602+800相交，交叉角度96.3°。套管總長度為87.5m，設(shè)計為DN2200Ⅲ級鋼承口混凝土管涵，套管涵外徑2640㎜，壁厚220㎜，高速公路段落管涵內(nèi)設(shè)置DN1600鋼管，鋼管壁厚16㎜。管道壓力0.4Mpa，設(shè)計流量1.7m3/s。管線在大廣高速占地界之間的長度為45.23m，套管頂距路面6.8m，距離邊溝溝底為5m，工作井、接收井外緣距隔離柵均為21.14m，套管頂距現(xiàn)地面距離為4m，滿足最小覆土3m或15倍管外徑要求。套管涵與輸水鋼管之間吹砂填充。管道中心兩側(cè)各8.4m范圍采用7.5漿砌片石防護。

關(guān)鍵詞：頂管施工；觀測；應(yīng)急措施

1 地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)資料，本工程位于衡水市區(qū)東南部，屬平原區(qū)，地形平坦，工程區(qū)兩側(cè)均為耕地管道地面高程17.3.19.6m。工程沿線均為第四系地層覆蓋，地質(zhì)結(jié)構(gòu)由上至下分別敘述如下：

①層：壤土Q43pal②2壤土。棕黃色，濕，可塑，局部夾粉土及壤土，層厚0.7.6.1m，層底高程12.17.5m。（含水量25%）

②層；粘土Q43pal褐黃色，濕，可塑，層厚1.5.4m。（含水量40%）

③層：砂壤土Q43pal②3。淺棕黃色，飽和，可塑性較差。

④層：壤土Q43pal③2。灰色，灰黑色，濕，可塑。

本地區(qū)地下水左側(cè)埋深9.7m，右側(cè)埋深17.5m右側(cè)水位已經(jīng)高于工作井井底標(biāo)高，需要進行工作區(qū)降水。頂管位置位于壤土、粘土、砂壤土層，含水量較高，需要進行工作區(qū)止水施工。

2 頂管施工方案選擇

2.1 方案選擇

針對頂管穿越大廣高速公路地段地質(zhì)條件，管涵所處地層為壤土、砂壤土層，含水量較高，保護涵管徑大（內(nèi)徑2.2m）、頂距長（87.5m）、施工難度大的特點。為防止管涵在頂進過程中掘進面土體坍塌，減小管涵上方路基、路面的沉降，確保大廣高速公路行車安全，采用泥水平衡頂管施工工藝，可以減小因頂管造成路面沉降、沉陷問題。

2.2 施工重點和難點

2.3 確保大廣高速公路路基穩(wěn)定，防止路面沉降

2.4 地下水位高，土層含水量大，工作坑、接收井止水

2.5 嚴(yán)格控制泥水系統(tǒng)、控制土層水壓，保持挖掘面穩(wěn)定

3 高速公路沉降觀測

路面觀測控制點布設(shè)。頂進施工前沿大廣高速公路橫斷面雙向車道硬路肩、中央路緣帶頂涵范圍及周邊30m范圍內(nèi)布置監(jiān)測點，沿套管中心線兩側(cè)2m間距設(shè)監(jiān)測點，檢測范圍按套管埋深與土體抗剪線確定，兩側(cè)各10個監(jiān)測點。對每一測點高程和水平位置做詳細記錄，同時觀察記錄路面的裂縫情況，在頂管機出坑至頂管完成全過程中對這些測點的高程、水平位移和路面的裂縫情況每2小時測量一次并做好詳細記錄，24小時沉降速率大于6mm采取加大注漿壓力，減少土壓倉出口出土量，緩慢推進，當(dāng)沉降1cm時停止頂進，找出沉降原因，采取防沉降措施后再繼續(xù)頂進。沉降觀測時間從頂管開始一直監(jiān)測到頂管完工后六個月，施工后監(jiān)測期間發(fā)現(xiàn)累計沉降量大于2cm時采取措施處理。

4 監(jiān)測措施

（1）嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范和規(guī)定進行施工全過程跟蹤監(jiān)測。

（2）監(jiān)測點的設(shè)置與建設(shè)、監(jiān)理、頂管操作單位等多方協(xié)商，并明確標(biāo)明監(jiān)測點的位置。

（3）監(jiān)測頻率為每天12次，視施工情況加密監(jiān)測頻率，在關(guān)鍵部位要及時跟蹤監(jiān)測并提供監(jiān)測報告，遇特殊情況，提供速報。

（4）監(jiān)測儀器事先經(jīng)過有關(guān)技術(shù)部門的標(biāo)定和校正，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。

（5）當(dāng)監(jiān)測值接近報警值時，及時預(yù)警，并提請有關(guān)方面注意；當(dāng)達到報警值時，及時報警，并分析原因。

5 應(yīng)急措施

（1）路面檢測、沉降應(yīng)急措施。

（2）選用施工地高速公路養(yǎng)護單位作為應(yīng)急搶修單位，提前簽訂配合協(xié)議，保證在路面沉降、塌陷時，第一時間進行路面搶修，在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)高速公路。

（3）頂管前后按照《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》（GTG H30.2004）相關(guān)要求設(shè)置安全指示標(biāo)志。

6 緊急交通預(yù)案

（1）在頂管進入路面前，觀測到地面沉降大于1cm時，啟動緊急交通預(yù)案。

（2）聯(lián)系高速公路養(yǎng)護管理單位、路政、高速交警，在發(fā)生沉降路面處采取車輛限流措施，按照《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》JTG H30.2004的要求擺放限速、限行、施工標(biāo)志和反光錐標(biāo)等。

（3）處理措施：根據(jù)路面沉降面積與影響行車程度，采用銑刨路面2cm深，鋪設(shè)瀝青冷補料并壓實，處理結(jié)束立即開放交通。待施工完成沉降觀測期結(jié)束后，銑刨瀝青冷補料鋪設(shè)混凝土熱瀝青，壓路機壓實。

7 結(jié)語

當(dāng)發(fā)生不可抗外力導(dǎo)致頂管無法繼續(xù)進行時，聯(lián)系高速公路路政、高速交警對工點處高速行駛車輛進行限流及分流，繞開頂管機頭所在位置，防止由于重車重復(fù)碾壓再造成路面沉陷。

參考文獻：

[1]方從啟，王承德.頂管施工中的地面沉降及其估算[J].江蘇理工大學(xué)學(xué)報，1998（04）.

[2]詹紅梅.頂管施工引起地面沉降分析和計算[J].地下空間與工程學(xué)報，2008（03）.