頂管突然坍塌,致2人死亡,頂管最易發生的7種情況及措施須知

11月2日17時30分左右,四川樂山夾江縣城區龍騰湖溼地公園附近一工地,一頂管施工現場發生塌方事故,導致2人被困。

事故發生於11月2日下午5時30分許,幾名工人在瓷都大道下方進行頂管施工。工人們準備橫穿瓷都大道路基,沿著地下鋪設電纜。在施工過程中,頂管內部突然發生塌方事故,有幾名工人隨即安全地逃了出來,但也有2名工人被困


頂管突然坍塌,致2人死亡,頂管最易發生的7種情況及措施須知


塌方事故情況發生後,接到施工現場負責人電話報警,夾江縣委、縣政府立即啟動應急預案。樂山和夾江市縣相關領導和部門第一時間趕赴現場開展應急救援。

頂管施工現場工地塌方事故地位於夾江縣城千佛大道、瓷都大道交匯路口,旁邊是龍騰湖溼地公園。樂山夾江縣交警部門,已在龍騰湖溼地公園路口進行了交通管制,公安、消防、120等正在現場進行救援。

頂管突然坍塌,致2人死亡,頂管最易發生的7種情況及措施須知


一名現場參與救援的人員透露,塌方點距離作業口達數十米,救援人員通過儀器檢測,未發現裡面有生命跡象。

據參與救援的人員透露,事故發生後,當地緊急展開救援,由於被困者位置距作業口達數十米遠,救援人員便直接從垮塌點上方往下挖。

經過連續7個多小時的救援,11月3日凌晨1時20分許,在往下挖了約四五米後,兩名被困者被救援人員找到

遺憾的是,經經120現場搶救確認已無生命體徵,醫護人員現場確認,兩人已死亡。相關善後和調查工作正在進行中。

什麼是頂管施工?

頂管施工是繼盾構施工之後發展起來的一種地下管道施工方法,它不需要開挖面層,並且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建築物、地下構築物以及各種地下管線等,在給排水、煤氣、電力、通信等管道的施工中應用越來越廣泛。但頂管施工單位施工設備、技術、管理水平參差不齊,在施工中常出現一些問題,影響施工質量。

頂管施工中常遇到的問題及防治措施

1、管道軸線偏差過大

管道頂進軸線與設計軸線偏差過大,使管道發生彎曲,甚至造成管節損壞,接口滲漏。

(1)原因分析。

①地層正面阻力不均勻,使工具管受力不均勻,形成導向偏差。

②頂管後背發生位移或不平整,使頂力合力線偏移。

③千斤頂不同步,或千斤頂問頂力相差較大,或安裝精度不夠,造成頂力合力線偏差。

(2)預防措施。

①頂管施工前應對管道通過地帶的地質情況認真調查,設置測力裝置,指導糾偏。糾偏應按照勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法進行。

②採用同種規格的液壓千斤頂,使其頂力、行程、速度一致,保持頂力合力線與管道中心線相重合。

③加強頂管後背施工質量的控制,確保後背不發生位移,並應使後背平整,以保證頂進設備的安裝精度。

④頂進過程中應隨時繪製頂進曲線,指導頂進糾偏工作。

2、地面沉降與隆起

頂管施工過程中或施工後,在管道軸線兩側一定範圍內發生地面沉降或隆起,使管道周圍建築物和道路交通及管道等公用設施受到影響,甚至危及到正常使用和安全。

(1)原因分析。

①掘進機正面土壓失衡引起的沉降與隆起。從土壓平衡掘進機的原理來說,當掘進機通過充分的切削和攪拌,在進土倉內形成具有較大塑性和流動性的土體。當正面的土壓控制在被動土壓和主動土壓之間時,地面才會下陷或隆起。實際上由於土質變化較大,完全按理論計算進行控制往往有較大差異,不能正確把握,造成土壓失衡引起沉降。另外,由於有些土壓平衡掘進機對土的適應性不夠完善,如刀盤切削麵積過小,推進速度或螺旋輸送機轉速不能調整,使得土壓控制不利或不便,造成土壓失穩引起沉降與隆起。

②管道外周空隙引起的沉降與隆起。管道外周空隙是由掘進機糾偏或曲線推進造成的,因為在糾偏和曲線推進時形成的管道截面面積大於管道截面,其空隙由周邊土體填充而引起沉降。現在一般頂管都採用觸變泥漿減摩技術,掘進機外徑較管道外徑大2~3mm,以便形成漿套,若注漿不及時就會引起沉降。

③管道與周圍土體摩擦引起的沉降與隆起。管道在推進時與周圍土體存在摩擦,這種摩擦往往使土體發生剪切擾動,造成土體移動而導致地面沉降。在管節外型不整、接口不平或管道不直順的情況下,這種剪切擾動就會加劇,增大地面沉降與隆起。

④管道接口滲漏引起的沉降與隆起。當管道接口密封圈安置不當或管端受力不勻而破壞,以及管道接口彎折過度造成密封不良時,就較有可能發生接口滲漏,水土從而流失,這種土層損失必定會引起地面沉降與隆起。並且管道接口滲漏亦造成觸變泥漿的流失,支承土體和減小摩擦力的作用大大降低,亦可能引起上述兩種原因的沉降與隆起。

(2)防治措施。

①施工前應對工程地質條件和環境情況進行周密細緻的調查,制定切實可行的施工方案,正確選用工具管,並對距離管道較近的建築物和其他設施採取相應的加固保護措施。

②設置測力裝置,掌握頂進壓力,保持頂進力與前端土體壓力的平衡。

③施工時儘量採取小幅度的糾偏,儘可能的保證管道的直順,減小管道繞曲造成土層移動引起的沉降。避免急度糾偏造成管道接口密封失效和管端碎裂,發生水土和觸變泥漿的流失,引起地面沉降。

④在頂進過程中應及時足量地注入符合技術標準的潤滑支承介質,填充管道外圍環形空隙。施工結束後及時用水泥或粉煤灰等置換潤滑泥漿。

⑤嚴格控制管道接口的密封質量,防止滲漏。

3、頂力突然增大

(1)原因分析。

①土層塌方或工具管前端遇障礙物,使阻力增大。

②管道軸線偏差形成彎曲,使摩阻力增大。

③減阻介質膨潤泥漿配比不當或注入不及時,或注入量不足,減阻效果降低,使摩阻力增大。

④頂進設備油的泵、油缸或油路發生故障。

⑤頂進施工中因故停頂時間過久,潤滑泥漿失水使減阻效果降低。

(2)防治措施。

①頂管在正常頂進施工過程中,必須密切注意頂進軸線的控制,使管道軸線被控制在允許偏差範圍以內。

②按不同地質條件配製適宜的泥漿,並採取同步注漿的方法,及時足量地注入泥漿。

③頂進施工前應對頂進設備進行認真的檢修保養。

④停頂時間不能過久,發生故障應及時加以排除。

4、工具管旋轉

工具管沿圓周方向旋轉,使頂進操作發生困難。

(1)原因分析。

①工具管前端土層軟硬不均勻,使工具管受力不均,造成工具管向土層軟的方向旋轉。

②頂進千斤頂及油路佈置不合理,千斤頂之間存在著頂進時間差,使頂進合力線偏移,造成工具管旋轉。

③頂管軸線發生偏差時,糾偏量過大,使工具管發生旋轉。

④管道向左、向下糾偏,管道反時針扭轉。

⑤後座或後背不穩或主油缸與管軸線不平行,使主油缸在工作時方向變化,對管道形成一個扭矩,使管道扭轉。

⑥刀盤單方向旋轉,使管道反方向扭轉。

⑦管道內施工設備佈置不對稱,構成一個固定方向的扭矩,使管道按某一方向扭轉。

(2)預防措施。

①遇前端土層軟硬不均勻,應採取多挖硬、少挖軟的方法。

②頂進前應逐臺調試千斤頂,應採用同種規格,並使液壓泵到各千斤頂之間的距離相等、管徑一致。

③在頂進過程中,要時刻留意偏差發展的趨勢,以勤測、勤糾為原則,多進行小幅度糾偏和預見性糾偏,使偏差只在小幅度範圍內波動、儘量避免大角度糾偏。

④工具管設置測力裝置,以便測定平衡力的大小指導糾偏。

⑤管內設備佈置重量要對稱;主油缸安裝要平穩,並且與管軸線平行;刀盤要經常變換方向;儘量採用小角度糾偏,其次是糾扭。可採用壓重的辦法糾扭,即管道單邊壓重,使管道相反扭轉。

採用反向扭轉方法,應注意軸線的控制,以免造成軸線偏差過大形成彎曲,給以後的施工造成困難。

5、鋼筋混凝土管道接口滲漏

(1)原因分析。

①管節和密封材料質量不符合技術標準或在運輸、裝卸、安裝過程中管節被損壞。

②管道軸線偏差過大、造成接口錯位、間隙不均勻、填充材料不密實。

③接口或止水裝置選型不當。

(2)治理方法。

可採用環氧水泥砂漿或化學注漿的方法進行處理。

6、鋼筋混凝土管節裂縫

管節縱向和環向有明顯裂縫,造成管道滲水、漏水。

(1)原因分析。

①管節質量不合格。

②頂進過程中頂力超過管節的承壓強度,或軸線偏差過大,致使管節應力集中而損壞。

③運輸、裝卸、碼放安裝方法不當,造成管節損壞。

(2)治理方法。

認真分析裂縫產生的原因和性質,根據不同受力情況,分別採取不同的治理方法,處理後應能保證結構原有的承載能力和整體性。

7、頂管前端正面上體坍塌

頂管施工中實際出土量遠遠大於理論出土量,地面有明顯塌陷。

(1)原因分析。

①前端土層性質發生變化,頂進量過小,沒有起到防護和平衡的作用。

②敞開式頂進時挖土量過大,或封閉式頂進時推進力小於上體壓力。

③遇有流砂情況。

(2)預防措施。

①頂進施工中應採取短開挖、勤頂進的方法,嚴禁超挖,並隨時注意到土質的變化情況,以便採取相應措施防止坍塌。

②認真做好土體的降水工作。


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