摘要：本文通過在沿海地區粉土層頂管施工過程中，遇到頂力過大、常規觸變泥漿減阻效果較差的問題，通過實踐提出了解決方法，對在類似土質中頂管工程的施工具有一定的借鑒意義。
　　關鍵詞：粉質土，頂管，頂力，控制
　　1引言
　　頂力是頂管施工中的最為關鍵的因素，它直接影響到后靠背的設計和頂進方案。影響頂管頂力的主要因素有地層類型、覆土厚度、頂進長度、頂管施工方式、施工工藝等.在直線頂管施工中，無論采用哪種頂管施工方式，頂管頂力主要由迎面阻力及摩擦阻力構成，而在這兩種頂管阻力中，又以摩擦阻力受到的影響因素最多，地層類型又是摩擦阻力的最主要的影響因素。本文結合中新天津生態成頂管施工項目，對頂管的頂力在粉土中過大問題進行分析及解決方法。
　　2項目概況
　　中新天津生態城頂管工程位于天津市塘沽區與漢沽區交界處，薊運河故道東岸，管道為D2600、D2400、D1000三排管，其中本頂管工程所處地質為粉土，俗稱“鐵板砂”，呈灰色，中密～密實狀態，夾粘層，中壓縮性。錐頭阻力約為6.2mpa，側壁摩阻力約68.87kpa，摩阻比約為1.39%，PH值7.3～7.8，土質為中等液化土層。此土層特點為摩阻力較大，滲透系數高，高水頭下易出現流砂和管涌現象，土體強度高，擾動后液化。
　　3工程實例
　　2009年4月3日15：00D2600頂管施工采用泥水平衡法正式頂進，4月9日上午7：00頂進完成，頂進長度83m，歷時136個小時，平均日進尺14.6m。主要施工過程如下：2009年4月4日，上午8點開始準備頂第一節管，經實際測量頂管標高比設計標高低2cm。采用4個200噸的千斤頂，最大頂力4×200=800噸。第一、二節管為調節試頂，行進較慢。下午2點30分，頂進開始順利。2009年4月5日，截止上午8點已頂進管數為10節，頂進長度為10×2.25=22.5m。油壓表讀數為15MPa，約為15×4×6.25=375噸。開始進行注漿減阻，2009年4月6日，截止上午8點已頂進管數為18節，頂進長度為8×2.25=40.5m下午2點頂進第22節時，油壓表讀數為30MPa，約為30×4×6.25=750噸，已接近最大頂力，增加兩個200噸的千斤頂，設計最大頂力變為6×200=1200噸。2009年4月7日，截止上午8點已頂進27節，頂進長度為27×22.5=60.75m頂進第28節時，油壓表讀數為35MPa，約為35×6×6.25=1312.5噸，頂進明顯困難。經現場研究，調整觸變泥漿配比，
　　增加泥漿濃度，2009年4月8日，上午
　　11點，頂進較順利，油壓表讀數為33
　　MPa約為33×6×6.25=1237.5噸。200
　　9年4月9日上午7點頂管機頭進入接收
　　坑，開挖后測量為頂管比設計標高低
　　1.6cm。頂管順利完成。圖1頂力分析圖
　　在頂進過程中出現了頂力偏大問題（圖1）。根據上圖我們可以看到，在頂進45m～65m段頂力增加速率高，通過對施工過程記錄的分析，粉土中管周圍較難形成均勻的泥漿支撐環套是產生頂力較大的主要原因。如何在管道周圍形成環套是解決問題的根本途徑，對此我們采取了以下措施：
　　3.1控制在工具頭氣壓和出泥
　　通過水壓力的計算(據計算本工程工具頭外水壓力在O．1MPa左右)，結合工程實際，盡量控制氣壓不宜過高，并合理出泥，正常情況下不欠挖，從而減小頂管頭部區域土體的正面阻力和摩阻力，進一步減小頂管施工頂推力。
　　3.2設置工具套
　　觸變泥漿要充分發揮其減阻作用，必須要在管周圍形成
　　一個均勻的支撐環帶。然而由于砂土特性隨著頂進長度增加，
　　后續管節難以形成該環帶。為此，項目部技術人員討論后，
　　決定除了利用工具頭部泥漿套壓入泥漿外，在中間管段上增
　　設一個設計的泥漿套，通過它促使管周圍泥漿支撐環帶的形成。圖2泥漿套設置圖
　　具體做法先在管節上開設好泥漿孔，然后在泥漿孔上部焊接一圈寬為10cm的8mm的鋼板，鋼板與管外壁留有8mm間隙，前端封閉，如圖2。
　　3.3調整觸變泥漿配比
　　調整觸變泥漿的配比，改變常規觸變泥漿物理性能指標，在D2600頂管頂進觸變泥漿采用的是常規配比，膨潤土：純堿：cmc：水＝0.3:0.2:0.01:1，物理性能：比重1.04±0.01g/cm3，粘度21±2s。針對粉土性質，打破常規配比，經多次試驗對膨潤土摻量進行了調整，調整配比為：膨潤土：純堿：cmc：水＝1:0.2:0.01:1，物理性能：比重1.1±0.01g/cm3，粘度40±2s，PH值9～10。經工程實踐，效果顯著，對頂力控制起到了決定性作用，管道摩阻力基本能控制在0.15t/m2。
　　3.4盡量減少頂管停頓時間
　　由工程頂力資料分析，粉細砂土中，摩阻力隨時間恢復較快，所以導致項進啟動推力較大。所以在保證質量和安全的前提下，盡量減少頂管停頓時間，縮短環縫電焊和頂管準備時間，對減小啟動頂力有明顯效果。
　　3.5增加注漿孔和注漿工序控制
　　增加了泥漿孔的開設數量，每隔兩節管子開設一組泥漿孔。使其有利于觸變泥漿的均勻壓入與根據不同情況采取適當的壓漿方法。正確地壓入觸變泥漿是減阻作用得以實現的保證。我們通過計算出的土壓力來確定泥漿壓入壓力。在頂推過程中，泥漿由于流散到土層中有所消耗，必須對后續管路補漿，以使管子周圍空隙中的泥漿能夠在頂管全部長度上保持與土壓力一致。同時采取全長均勻壓漿與分段壓漿相結合的方法，遵循幾個原則為：泥漿壓入與中繼環頂進動作要協調一致，泥漿應與管壁運動方向相同，補漿始終保持從后向前的方向。
　　通過以上措施，在d2400和d1000頂管頂進過程中，頂力得到了有效的控制，d2400最大頂力為780噸，d1000最大頂力為310噸。
　　4結語
　　4.1影響頂管頂力最主要的因素是地層土質類型。
　　4.2控制頂管頂力的主要途徑是通過改變觸變泥漿配比，從而達到減小頂力的目的。
　　4.3頂進過程的連續性和注漿過程控制對頂管頂力大小有著重要的影響。