软土地区管幕法箱涵顶进施工的技术

一、管幕顶进施工技术

（一）顶管进出洞技术措施

1、土体加固

当在软弱土地区进行施工时，由于管幕段所处的土层基本为流塑状的土，含水量大，强度低，为保证管幕钢管进出洞时洞口的稳定性及防水要求，避免软弱土体及地下水涌入工作井内，造成地表沉降，同时为增加始发井后靠土体的稳定性，需要采取土体加固的措施。土体加固要求为：

（1）土体加固、改良后的土体的无侧限抗压强度需大于1.2MPa.但也不能太高，以免造成顶管顶进时顶力太大，影响顶进精度。

（2）加固范围按3米考虑。加固过程中，应对地表进行跟踪监测，地表隆起应控制在20毫米以内。

2、顶管出洞技术措施

（1）出洞施工

在出洞施工之前，需要通过开观察孔等手段，确认加固后的土体的止水性达到设计要求，防止由于加固效果不良，导致洞口泥水涌入。若土层加固未达到设计要求，则需要进行二次加固处理，直到确认安全后，才可进行顶管的出洞施工。

为防止掘进机出洞时发生磕头现象，可采取如下措施：调整后座主千斤顶的合力中心，出洞时加密对掘进机偏差的测量，一旦发现有下磕的趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。

（2）洞口止水装置

在软粘土及淤泥质粘土地区，地下水也是管幕施工的一大影响因素。对于高地下水位地区，为避免推进过程中的涌水及涌砂现象，应尽可能选用具有水密性的推进机头，或在推进进行的过程中进行止水灌浆。为有效地防止地下水、润滑泥浆流入工作井内，需要设置有效的洞口止水构造。

3、顶管进洞技术措施

在机头将要达到接收井时，要精确测出机头姿态位置，尽量满足橡胶法兰与机头同心的要求。在顶管结束后，顶管首节与尾节和井壁预埋钢环连接，并作密封处理。

（二）管幕渗漏的防治

虽然在开挖前，管幕接口间压注过高分子浆液，但随着开挖的进行，管幕接口仍然可能渗漏。此时，根据渗漏点的部位应分别采取措施：

（1）渗漏点在已开挖的部位：此时用电钻在连接口部位穿孔，直接压注油溶性聚氨酯。也可以采用钢板封堵后压注聚氨酯。

（2）渗漏点在开挖部位前方：派人乘小车进入钢管，在预定部位压注聚氨酯浆液。如果发生在侧壁且深度较大，视情况可以在地面振管注浆。值得指出的是，为保护地面绿化，管幕以上土体不容许注任何浆液。

（三）触变泥浆减阻

顶进施工中，触变泥浆的应用是减少顶进阻力的重要措施。顶进时，通过顶管机铰接处及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道四周外围形成一个泥浆套，减少管节外壁压入一定量的减阻泥浆，从而减少顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。

（四）钢管焊接

为提高焊接质量与焊接速度，可以采用管道自动焊接技术，以人工焊接为辅，自动焊接为主。

由于管幕钢管的厚度较厚，管节头部设单面坡口，尾部不设坡口，这样管节顶进时不会减少受力面积，坡口采用45°。

管节吊下井后，先进行拼接。拼接时，在前一节管节尾部烧焊几个“搭子”，通过在搭子中打入铁楔，可将后一节管节头部整形，使之与前一节尾部能相连接。拼接时，前后管节间应留1～2毫米的空隙，利于烧焊牢固。

（五）管幕顶进后的处理措施

（1）置换触变泥浆

当相邻两根钢管顶进结束后，进行触变泥浆的置换。置换材料选用纯水泥浆，以便有足够的连接强度。置换过程按顺序进行，通过回流孔将触变泥浆完全排入钢管内。置换时，需要严格控制水泥浆的注浆压力和注浆量。

（2）钢管锁口止水处理

为了防止箱涵顶进时，不发生渗漏泥水的现象，在触变泥浆置换完成后，要利用预留的注浆孔向锁口部位压注聚胺脂浆。同时，要预留足够的跟踪注浆孔，以便在箱涵顶进过程中对局部渗漏点进行二次注浆。

（3）钢管混凝土填充

在箱涵顶进前，在管幕部分钢管内进行无收缩、免振捣混凝土填充，以加大管幕纵向的刚度，和避免管幕局部出现应力集中而屈服。

（4）钢管端部与工作井的连接

浇注混凝土后，将钢管的口部焊接封闭，再用钢板与连续墙预留钢板焊接，连为一体。

二、箱涵推进施工技术

在软弱粘土中进行大断面的箱涵顶进施工，由于施工难度很大，可结合工程具体情况，采用管幕法箱涵顶进的施工方案。

目前，国外应用较多的大断面箱涵顶进施工工法主要有FJ工法和ESA工法。FJ工法通过钢绞线把两侧箱涵连接在一起，通过后面的串芯油缸或者中继间千斤顶交替牵引两侧的箱涵，或者设置反力壁安装钢绞线，箱涵一侧牵引推进；ESA工法则完全依靠箱涵自身的反力推进。

以上两种工法的主要特点都是先挖土后推进，因此，前方土体必须加固以保持工作面的稳定，同时，箱涵推进时需要开挖导坑，布设轨道；还需要很大的场地来制作箱涵；但无需反力后背及反力架；箱涵分节推进，总的推进力较小，减少千斤顶和钢绞线的数量，可靠性较高。

国内应用较多的是箱涵顶进工法，该工法工艺简单，技术相对成熟，但是后靠土体需要加固，而且后靠结构容易失稳。当由于道路的限制，不可能提供很大的预制场所；同时限于工程造价，管幕内的土体也不加固，所以导洞也无法施工。此时，箱涵有四种方案可供选择：推进工法、牵引工法、推拉结合工法和有中继间的推进工法。