頂管工程施工導(dǎo)致路面沉陷原因分析及解決方案

【摘要】以墾利縣興隆生態(tài)林場水系貫通—東二路穿涵工程為例，對輸水管線采用頂管法施工時由于降水不力、管線滲漏導(dǎo)致路面沉陷進(jìn)行分析，并提出解決路面沉陷的具體措施。

【關(guān)鍵詞】穿越工程；降水；路面沉陷；解決方案

1、頂管法施工原理及優(yōu)點

頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

這種技術(shù)的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環(huán)境；施工不受氣候和環(huán)境的影響；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。

2、工程概況

墾利縣興隆生態(tài)林場水系貫通工程為墾利縣興隆林場2013年重點工程，該工程的建設(shè)主要為實現(xiàn)墾利縣興隆生態(tài)林場活水區(qū)、東興片區(qū)、東安片區(qū)和科普區(qū)4個片區(qū)的水系貫通連接。本工程通過配套建設(shè)各節(jié)點建筑物，將東二路水系水經(jīng)水閘、泵站自流（或提升）后至項目區(qū)各個片區(qū)。

東二路穿涵為該水系貫通的節(jié)點工程，位于東安片、東興片水系穿東二路處。東二路為省級干道，為不影響當(dāng)?shù)亟煌?，通過方案比選后設(shè)計采用頂管法施工。管涵全長170米（其中頂管施工段長120米），內(nèi)徑1米，為鋼筋混凝土承插管，管內(nèi)底高程2.0米，路面高程6.45米，埋深3.35米。

3、現(xiàn)場施工情況

根據(jù)施工單位提供施工組織設(shè)計情況，本工程在現(xiàn)狀道路西側(cè)10米位置建工作坑1處，向東西兩側(cè)分別頂管，單側(cè)頂管長60米。在工作坑兩側(cè)共布設(shè)滲井8眼，單眼井深30米。

4、路面沉陷情況及原因分析

本工程與2013年11月開工，2014年1月底完工，總工期3個月。工程完工后穿越段路面未發(fā)生明顯變化。2014年3月該段路面開始下沉，到3月底該段路面已平均下沉約0.1米，路面局部起伏，影響正常交通運行。

根據(jù)對施工過程的了解，路面沉陷主要有如下原因。

4.1降水原因

本工程施工時，首先施工東側(cè)段管線。由于工作坑開挖時施工隊伍未采取降水措施，導(dǎo)致基坑滲水，頂管施工困難，頂進(jìn)過程中管底、管頂滲水。頂管10米后，無法繼續(xù)施工。此時施工隊伍僅開啟現(xiàn)有道路西側(cè)兩處滲井排水，并在工作坑內(nèi)設(shè)一潛水泵排明水。排除明水，降水三天后，繼續(xù)施工。待頂管至現(xiàn)有道路東側(cè)邊沿時，施工隊伍才開始東側(cè)兩處滲井排水。10天后完成東側(cè)全部管線施工。

該段頂管工程施工時由于開始未采取降水措施，導(dǎo)致頂管在有水環(huán)境下作業(yè)，管道對周邊土體破壞較大；加之未同時開啟道路兩側(cè)滲井，導(dǎo)致道路兩側(cè)滲水不均勻，道路路基土體含水量不均，為土體產(chǎn)生不均勻沉陷埋下隱患。

4.2管道施工原因

由于頂管一直在有水環(huán)境下作業(yè)，管道頂進(jìn)過程緩慢，切割的土體均采用人工外運，管底積水，管頂滲水，管與管間止水條，安裝就位困難，偏差較大，局部管節(jié)段未采用止水條，導(dǎo)致后期管道滲水。

4.3現(xiàn)有污水管線漏水，加劇管線施工困難

在現(xiàn)有道路西側(cè)2米范圍內(nèi)現(xiàn)有污水管1條，污水管底距現(xiàn)有頂管管頂約0.5米，由于頂管過程中加劇了管頂土體的擾動，加之原有污水管接縫未采用止水帶，導(dǎo)致現(xiàn)有污水管水倒灌入頂管內(nèi)，加大了頂管工程排水難度。雖對該段污水管線采用了截滲和導(dǎo)流措施，但仍有部分滲水流入管道。

5、解決方案

經(jīng)如上原因分析，為徹底解決由于滲水導(dǎo)致路面沉陷的問題，本次工程對該段沉陷部分道路進(jìn)行開挖，并回填3：7灰土，同時采用C25素混凝土對現(xiàn)有頂管進(jìn)行全包裹，最小處厚0.3米。加固斷面圖如下圖。

6、結(jié)語

該工程已按設(shè)計加固斷面施工完成，并已運行近1個月，運行狀況良好，路面平整，至今未發(fā)現(xiàn)路面沉陷狀況。

頂管工程施工簡易，不破壞地面建筑物，具有省時、高效、安全，綜合造價低等優(yōu)點。但由于頂管工程受地下水影響較大，需提前做法降水措施，合理布置滲井，將地下水降低至設(shè)計水位以下，并采取可靠措施減少地下水及其他水滲入。

墾利縣興隆生態(tài)林場水系貫通—東二路穿涵如采取合理的施工方案，提前降水，并做好排水措施，可完全避免路面沉陷情況的發(fā)生，減小工程投資約30萬元。