軟土地區管幕法箱涵頂進施工技術有哪些？

管幕法是利用頂管機建造大斷面地下空間的施工技術，是一種新型的地下暗挖技術。其原理是以單根鋼管頂進為基礎，各鋼管間依靠鎖口相連，并在鎖口處注入止水劑，形成密封的止水幃幕。采用管幕法時，由于開挖土體或者推進箱涵是在管幕的保護下進行的，因此，可以顯著減少地面沉降和增加施工時開挖面的穩定性，同時，由于管幕具有隔離地下水的作用，故施工時無需降低地下水位。本文詳細討論了有關軟土地區管幕法箱涵頂進施工技術以及箱涵推進施工技術。

一、管幕頂進施工技術

（一）頂管進出洞技術措施

1、土體加固

當在軟弱土地區進行施工時，由于管幕段所處的土層基本為流塑狀的土，含水量大，強度低，為保證管幕鋼管進出洞時洞口的穩定性及防水要求，避免軟弱土體及地下水涌入工作井內，造成地表沉降，同時為增加始發井后靠土體的穩定性，需要采取土體加固的措施。土體加固要求為：

（1）土體加固、改良后的土體的無側限抗壓強度需大于1.2MPa.但也不能太高，以免造成頂管頂進時頂力太大，影響頂進精度。

（2）加固范圍按3米考慮。加固過程中，應對地表進行跟蹤監測，地表隆起應控制在20毫米以內。

2、頂管出洞技術措施

（1）出洞施工

在出洞施工之前，需要通過開觀察孔等手段，確認加固后的土體的止水性達到設計要求，防止由于加固效果不良，導致洞口泥水涌入。若土層加固未達到設計要求，則需要進行二次加固處理，直到確認安全后，才可進行頂管的出洞施工。

為防止掘進機出洞時發生磕頭現象，可采取如下措施：調整后座主千斤頂的合力中心，出洞時加密對掘進機偏差的測量，一旦發現有下磕的趨勢，立即用后座千斤頂進行糾偏。

（2）洞口止水裝置

在軟粘土及淤泥質粘土地區，地下水也是管幕施工的一大影響因素。對于高地下水位地區，為避免推進過程中的涌水及涌砂現象，應盡可能選用具有水密性的推進機頭，或在推進進行的過程中進行止水灌漿。為有效地防止地下水、潤滑泥漿流入工作井內，需要設置有效的洞口止水構造。

3、頂管進洞技術措施

在機頭將要達到接收井時，要精確測出機頭姿態位置，盡量滿足橡膠法蘭與機頭同心的要求。在頂管結束后，頂管首節與尾節和井壁預埋鋼環連接，并作密封處理。

（二）管幕滲漏的防治

雖然在開挖前，管幕接口間壓注過高分子漿液，但隨著開挖的進行，管幕接口仍然可能滲漏。此時，根據滲漏點的部位應分別采取措施：

（1）滲漏點在已開挖的部位：此時用電鉆在連接口部位穿孔，直接壓注油溶性聚氨酯。也可以采用鋼板封堵后壓注聚氨酯。

（2）滲漏點在開挖部位前方：派人乘小車進入鋼管，在預定部位壓注聚氨酯漿液。如果發生在側壁且深度較大，視情況可以在地面振管注漿。值得指出的是，為保護地面綠化，管幕以上土體不容許注任何漿液。

（三）觸變泥漿減阻

頂進施工中，觸變泥漿的應用是減少頂進阻力的重要措施。頂進時，通過頂管機鉸接處及管節上預留的注漿孔，向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿，在管道四周外圍形成一個泥漿套，減少管節外壁壓入一定量的減阻泥漿，從而減少頂進時的頂力。泥漿套形成的好壞，直接關系到減阻的效果。

（四）鋼管焊接

為提高焊接質量與焊接速度，可以采用管道自動焊接技術，以人工焊接為輔，自動焊接為主。

由于管幕鋼管的厚度較厚，管節頭部設單面坡口，尾部不設坡口，這樣管節頂進時不會減少受力面積，坡口采用45°。

管節吊下井后，先進行拼接。拼接時，在前一節管節尾部燒焊幾個“搭子”，通過在搭子中打入鐵楔，可將后一節管節頭部整形，使之與前一節尾部能相連接。拼接時，前后管節間應留1～2毫米的空隙，利于燒焊牢固。

（五）管幕頂進后的處理措施

（1）置換觸變泥漿

當相鄰兩根鋼管頂進結束后，進行觸變泥漿的置換。置換材料選用純水泥漿，以便有足夠的連接強度。置換過程按順序進行，通過回流孔將觸變泥漿完全排入鋼管內。置換時，需要嚴格控制水泥漿的注漿壓力和注漿量。

（2）鋼管鎖口止水處理

為了防止箱涵頂進時，不發生滲漏泥水的現象，在觸變泥漿置換完成后，要利用預留的注漿孔向鎖口部位壓注聚胺脂漿。同時，要預留足夠的跟蹤注漿孔，以便在箱涵頂進過程中對局部滲漏點進行二次注漿。

（3）鋼管混凝土填充

在箱涵頂進前，在管幕部分鋼管內進行無收縮、免振搗混凝土填充，以加大管幕縱向的剛度，和避免管幕局部出現應力集中而屈服。

（4）鋼管端部與工作井的連接

澆注混凝土后，將鋼管的口部焊接封閉，再用鋼板與連續墻預留鋼板焊接，連為一體。

二、箱涵推進施工技術

在軟弱粘土中進行大斷面的箱涵頂進施工，由于施工難度很大，可結合工程具體情況，采用管幕法箱涵頂進的施工方案。

目前，國外應用較多的大斷面箱涵頂進施工工法主要有FJ工法和ESA工法。FJ工法通過鋼絞線把兩側箱涵連接在一起，通過后面的串芯油缸或者中繼間千斤頂交替牽引兩側的箱涵，或者設置反力壁安裝鋼絞線，箱涵一側牽引推進；ESA工法則完全依靠箱涵自身的反力推進。

以上兩種工法的主要特點都是先挖土后推進，因此，前方土體必須加固以保持工作面的穩定，同時，箱涵推進時需要開挖導坑，布設軌道；還需要很大的場地來制作箱涵；但無需反力后背及反力架；箱涵分節推進，總的推進力較小，減少千斤頂和鋼絞線的數量，可靠性較高。

國內應用較多的是箱涵頂進工法，該工法工藝簡單，技術相對成熟，但是后靠土體需要加固，而且后靠結構容易失穩。當由于道路的限制，不可能提供很大的預制場所；同時限于工程造價，管幕內的土體也不加固，所以導洞也無法施工。此時，箱涵有四種方案可供選擇：推進工法、牽引工法、推拉結合工法和有中繼間的推進工法。