矩形頂管施工中地面沉降與隆起的原因分析和防治措施

　　1、地面沉降隆起

　　矩形頂管施工期間或之后，管道軸線兩側(cè)一定范圍內(nèi)發(fā)生地面沉降或隆起，影響管道周邊建筑物、道路交通和管道等公共設(shè)施，甚至危及正常使用和安全。

　　(一)原因分析

　　1)掘進(jìn)機(jī)正面土壓失衡引起的沉降與隆起

　　從土壓平衡掘進(jìn)機(jī)的原理來看，掘進(jìn)機(jī)經(jīng)過充分的切割和攪拌后，在進(jìn)土倉(cāng)內(nèi)形成具有較大可塑性和流動(dòng)性的土體。當(dāng)正面土壓力控制在被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力之間時(shí)，地面會(huì)下陷或隆起。事實(shí)上，由于土質(zhì)變化較大，根據(jù)理論計(jì)算的控制往往存在較大差異，無法正確把握，導(dǎo)致土壓失衡和沉降。此外，由于部分土壓平衡掘進(jìn)機(jī)對(duì)土壤的適應(yīng)性不足，如刀盤截割面積過小，無法調(diào)整推進(jìn)速度或螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致土壓力控制不利或不便，導(dǎo)致土壓力不穩(wěn)定和沉降。

　　2)管道外周空隙引起的沉降與隆起

　　管道外圓周的縫隙是掘進(jìn)機(jī)整改或彎道推進(jìn)造成的，因?yàn)樵谡暮蛷澋劳七M(jìn)過程中形成的管道截面積大于管道斷面，縫隙為被周圍的土壤填滿并引起沉降。目前一般頂管采用觸變泥漿減摩技術(shù)，掘進(jìn)機(jī)外徑比管子外徑大2-3mm，形成泥漿套。灌漿不及時(shí)，會(huì)引起沉降。

　　3)管道與周圍土體摩擦引起的沉降與隆起

　　當(dāng)管道向前推進(jìn)時(shí)，與周圍土壤發(fā)生摩擦。這種摩擦經(jīng)常引起土壤的剪切擾動(dòng)，導(dǎo)致土壤移動(dòng)并導(dǎo)致地面沉降。在管接頭形狀不均勻、接頭不均勻或管道不均勻的情況下，這種剪切擾動(dòng)會(huì)加劇，增加地面沉降和隆起。

　　4)管道接口滲漏引起的沉降與隆起

　　當(dāng)管接頭的密封圈放置不當(dāng)或因管端受力不均而損壞，管接頭過度彎曲造成密封不良時(shí)，更容易發(fā)生接口漏水，水土從而流失， 這種土層損失必定會(huì)引起地面沉降與隆起。此外，管道接口的滲漏也會(huì)造成觸變泥漿的流失，大大降低了支土減摩的效果，也可能造成上述兩種原因的沉降和隆起。

　　2、防治措施

　　1)施工前應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進(jìn)行周密細(xì)致的調(diào)查，制定切實(shí)可行的施工方案，正確選用工具管，并對(duì)距離管道較近的建筑物和其他設(shè)施采取相應(yīng)的加固保護(hù)措施。

　　2)設(shè)置測(cè)力裝置，掌握頂進(jìn)壓力，保持頂進(jìn)力與前端土體壓力的平衡。

　　3)施工時(shí)盡量采取小幅度的糾偏，盡可能的保證管道的直順，減小管道繞曲造成土層移動(dòng)引起的沉降。避免急度糾偏造成管道接口密封失效和管端碎裂，發(fā)生水土和觸變泥漿的流失，引起地面沉降。

　　4)在頂進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)足量地注入符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)滑支承介質(zhì)，填充管道外圍環(huán)形空隙。施工結(jié)束后及時(shí)用水泥或粉煤灰等置換潤(rùn)滑泥漿。

　　5)嚴(yán)格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。