截污导流工程退管技术的应用

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经研究分析，初步查出由于管材材质和顶管施工操作两个原因导致混凝土管出现裂缝，即：管材经破坏性试验，发现存在管材混凝土保护层过厚、钢筋型号不对、钢筋间距不符合要求等质量问题；施工过程中出现工作井洞口橡胶止水漏水、配套O型顶铁变为U型顶铁情况，致使混凝土管受力不匀的施工操作问题。

退管方案

针对上述问题，为确保如期完成建设任务及节约工程投资，经充分论证，需做退管处理，将管道内退出的空间填充粉煤灰与水泥，置换出坏管，重新顶管。本方案是重新顶管前的退管专项方案，顶管现状及退管方案分别见图1和图2。

后背墙。将顶管出洞口的井壁内墙面，作为退管后背墙，与顶管后背墙相反。加固顶管洞口后，制作后背墙，做法类似顶管后背墙，即：安装后背铁、浇注混凝土等。

安置顶镐。在混凝土管两侧布置顶镐，顶镐总顶力4000kN，顶镐与后背墙垂直、牢度接触。如果需要多个顶镐，需制作顶镐架子。

制作顶杠。根据顶镐的位置，制作顶杠。顶杠由双层40#C型工字钢焊接而成，在顶杠中部加工字钢加固，见图3。

拉索。本次退管，拉索采用工字钢焊接，拉索两端分别连接在顶杠和掘进机上。拉索要连接在掘进机机壳等受力结构上，不可与混凝土管连接。

回拉方法。退管拉力过大，布置的顶镐不能将管道整体拉出，故采用逐节退管的方法。即：将混凝土管最后1节脱开，再将倒数第2节脱开，同时压缩与最后1节脱开的距离，然后是脱开倒数第3节，压缩倒数第2节脱开的距离，以此类推直至布置的大型顶镐能够拖动掘进机为止。将管道逐一退出，当管道退出一定数量后，拉力减小，再整体退管。逐节退管时，在混凝土管上打孔安装牛腿，使用小型千斤顶将混凝土管脱开，脱开的距离以不超过接口钢圈为宜，本工程为10cm，每次每节管退10cm，逐节进行。通过逐节退管将第8至第4节管退出后，再使用大型顶镐将第3节管至掘进机整体拉出。

注浆和回拉速度控制。在拉索、顶杠牢固连接后，可以进行管道回拉。为防止管道上方土体塌落，可从掘进机的注浆孔向外注粉煤灰和水泥组成的混合浆。混合浆的配制：主料为粉煤灰，辅料为水泥（含量8%）；强度要求：12h达到初凝，28d强度为0.5～1.0MPa；注浆压力宜为0.1MPa。每退管1m，至少向掘进机前方由掘进机退出的空间中注入6.52m3的混合浆，要求全部由混合浆填充，并要保证掘进机前段的混合浆的压力。退管时，边退管边注浆，并且保持注浆压力，如果注浆压力过小，停止退管，继续注浆，直至注浆压力上升，再开始退管。回拉的速度不可过快，回拉的速度与注浆量和注浆压力有关。每退管1m，停滞12h，使填充的混合浆凝固。

防管道位移装置。在轨道和工作坑底板预埋件上，焊接短工字钢和钢板等挡板，防止退管末期管道在地下水和混合浆的压力下突然被推出洞口。在退管的间隙，也要注意管道的固定，防止管道位移。

掘进机退出及洞口封闭措施。在掘进机将要退出时，停止退管。洞口外采取封闭措施：在洞口外打3排粉喷桩和高压旋喷桩，桩径均为500mm，咬合150mm，桩长16m，处理宽度5m。第1排桩距洞口1.7m，由11根粉喷桩和3根高压旋喷桩组成，粉喷桩在洞口前，高压旋喷桩在两边，粉喷桩虽然强度不如高压旋喷桩，但是可以保证掘进机不会被水泥浇筑造成无法退出。第2排、第3排桩分别为14和15根高压旋喷桩，每排桩之间相切布置。

其他措施

1防止塌方措施

除掘进机前部注浆外，在工作坑前部10m范围内，做压密注浆。压密注浆尺寸为：长10m×宽5m，压密注浆深度达到掘进机上方2m处。改良管道上方的土体，需增加土体自持力，防止大范围塌方，见图4。

2沉降观测

（1）根据施工现场设施位置进行沉降观测点布置，沉降点布置要牢固、明确。特别是在沉井上下都要放置观测点，严密监控沉井的位移和倾斜。（2）在顶管段适当位置设置地下水位观测孔，每天进行地下水位观测，并记录、分析数据。（3）加强施工监测，确定有效防沉降措施。退管前，首先布置观测点，对各种沉降情况进行详细记录和动态分析，及时调整施工方案，控制工作坑周边土体位移，减小施工对周围环境的影响。在地上设施、周围建筑物的沉降观测出现异常时，及时采取措施并增加观测密度。（4）设专人定时观测，观测仪器为专用仪器，不得挪用。（5）观测警戒值为15mm。

经验与教训

在顶管工程施工过程中，由于管材材质及施工工艺等原因造成混凝土管涵顶进过程中出现开裂现象时，首先要认真分析研究原因，制定退管方案；其次要仔细计算退管拉力，拉力计算不准确将直接影响到退管施工的整体安排；最后要按方案要求制作拉索、顶杠和横杠等。同时，防塌方的措施也要制定完善，只有这样才能将坏管置换出来，保证工程施工质量。（本文作者：丁里广、孙中禹、许平 单位：徐州市南水北调工程建设领导小组办公室、江苏省南水北调邳州站工程建设处）