摘　要：本文通過介紹玻璃鋼夾砂管頂管頂進過程情況，以圖表形式將頂力變化圖現出來。根據圖表反映的頂力變化趨勢，結合砂性土地質的特性，對施工過程中遇到的問題展開討論，分析原因，并得出解決方法?？偨Y了玻璃鋼夾砂管頂管在施工中的一些經驗和方法。
關鍵詞：頂管、玻璃鋼夾砂管、砂性土、頂力

　　樂昌市城區污水收集截污提升系統擴建工程，位于富灣電廠(原昌山水電站)西側，土質多為粗砂和砂質粘性土，其中2#～3#井段位于河岸一側，總長度為86m，設計采用管徑1400mm、管長3m的玻璃鋼夾砂管。施工方案采用德國產海瑞克泥水循環頂管設備，頂管施工。本文結合工程實例，針對玻璃鋼夾砂管頂管過程出現一些隋況作出分析和探討。

1　玻璃鋼夾砂管優點

　　本段使用的新型管材――玻璃鋼夾砂管，是以樹脂為基體材料，玻璃纖維及其制品為增強材料，石英砂為填充材料而制成的新型復合材料。它以其優異的耐腐蝕性能、水力性特點、輕質高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優點，成為化工工業及排水工程的佳選擇。相比混凝土管有其不同的特性，在頂管施工中具有以下一些優點：
　　(1)比重小、質量輕(重量為同管徑混凝土管道的1／10)、對地基要求低，對吊裝、下管機具要求低，操作方便。
　　(2)優良的耐腐蝕性能產品選用耐腐蝕極強的樹脂，使用壽命長。
　　(3)外表光滑，減少頂進過程摩擦阻力，土壤的內聚力對玻璃鋼夾砂管道作用??；頂力小，對頂進設備要求低，管道糾偏容易。
　　(4)水力學性能優異、節省能耗夾砂玻璃鋼管具有光滑的內表面，磨阻系數小，水力流體特性好。

2　頂進的準備工作

　　根據管材軸向抗壓能力，密切關注頂進過程的頂力變化，做好頂進的準備工作。
　　(1)頂進重點放在頂力控制上，操作手要細心觀察頂進參數和土質的變化，真實、客觀做好原始記錄。
　　(2)注漿工作做到定崗定人，保證注漿效果。為防止注入漿液被泥水循環帶走，注漿從第2節管開始，注漿管排列順序為2、3、5、7、9、11、14、16、18、21，根據具體情況對部分管段進行補漿。
　　(3)保護好止水圈膠皮，防止因膠皮破損和外翻導致漏水漏沙及漏漿的情況發生。
　　(4)每班在頂進過程中描繪頂力曲線圖，并做好關鍵點的事件記錄。

3　頂進過程頂力曲線圖及階段分析

　　根據實際頂力數據，描繪頂力曲線圖。圖中真實反映出每節管頂力的變化情況，將曲線分為九個階段進行敘述，其間結合關鍵點的事件記錄，分析曲線波動的成因，以及各因素之間的內在關系。
3.1?、佟陔A段
　　工具頭從工作井出洞時出現個頂力上升高峰，峰值接近50t，此時的摩阻力很小，主要是工具頭通過洞口磚墻和止水旋噴樁時產生的正面阻力。需要注意的是保護止水圈膠皮，刀盤的旋轉和破碎磚塊都有可能將其擠爛。
3.2?、凇?階段
　　頂完節管頂力稍許下降，判斷出工具頭已通過旋噴樁位置，正面土壓力減小，工具頭開始進入土體，察看出土情況，基本組成為中砂。由于注漿從頂進第3節管開始(第2節管為注漿管)，頂進第2節管時摩阻力逐漸增大，開始注漿后，摩阻力減小，頂力穩定在60t。
3.3　③～④ 階段
　　從圖上看，4―7節管頂力增加了40t，另據頂進數據記錄，工具頭在④ 點的位置比③ 點抬高了15 cm，刀盤電流較大，指針上下擺動明顯，應是土質影響所致，察看出土情況，發現砂土顆粒明顯變大，主要組成為粗砂，且夾雜著部分0.5～1 cm粒徑的礫石。
　　分析原因：沙礫質量和體積均有增大，泥水循環不易將其帶出，落下的砂礫不斷在工具頭下方沉積，導致工具頭不斷走高。同時堆積的砂土對管道外壁形成擠壓，造成機身及管壁的摩阻力不斷增大，頂力迅速上升。
　　解決方法：對循環水進行濃度處理，在沉淀池中加入一定量的膨潤土，提高泥水濃度，加大水的比重。泥水循環時，砂礫外表被膨潤土絮凝體包裹，泥水循環時砂礫呈懸浮狀態而被帶出。此措施從頂進第七節管開始施行。
3.4　④～⑤階段
　　頂力下降趨勢明顯，在3節管的過程中頂力降了20t，工具頭抬升的趨勢也得到了控制，可見提高泥水濃度的措施得當，有效的避免了頂力和糾偏問題的進一步擴大，但同時也要注意糾偏控制，避免因糾偏過度導致局部受力或管縫漏水現場。
3.5?、荨?階段
　　這一階段的曲線變化頻繁。如圖所示，第11～12節管頂力持續上升，達到100t，而此時的循環水濃度已達到砂礫懸浮的標準，注漿量和濃度也符合實際要求，為何頂力仍保持一個較高水平呢?
　　分析原因：觀察儀表參數發現，此時的進水壓力0.2MPa，排泥壓力0.15MPa，兩者均高于正常狀態下的數值?？紤]到此前排泥泵使用時間較長，葉輪磨損嚴重，泵的抽吸能力有所下降，導致泥水循環不能正常進行。
　　解決方法：決定在第13節管開始安裝中繼泵，提高排泥能力，將滯留在前方的砂土帶出，加了中繼泵之后，頂力有所下降。
　　但第14節管時頂力又急劇增加，達到峰值的110t，半節管的時間內上升了20t。
　　分析原因：第13條管頂完后，退油缸的同時管也跟著后退，止水圈膠皮被管帶出，呈外翻狀態，使得大量潤滑漿液流失，之前形成的漿套被破壞，導致摩阻力增大。
　　解決方法：對止水圈膠皮進行處理，將其塞回，但因管壁與前導墻間距很小，復原難度大，停機時間長，導致頂力增長過快。之后對管道及時補漿，頂力逐漸穩定。
3.6?、蕖?階段
　　頂力降幅很大，根據現場數據記錄顯示，此時的電流值已穩定在20A左右。判斷應是前方土質發生變化，進而察看出土情況，已有細沙分出，以中砂為主要組成，工具頭正面阻力減小，于是決定換清水用做循環，提高頂進速度。
3.7?、摺?階段
  　　從圖上看，第18節管頂力上升了20t。
　　分析原因：由于土質發生變化，頂速加快，兩臺主頂油泵同時開至大，通過分析頂進記錄，第16、17節管約20分鐘就完成頂進，頂速過快，注漿速度跟不上頂進速速，漿液不能及時填充工具頭超挖部分，管壁被砂層重新包圍，調整注漿壓力后也很難將其穿透，管壁摩阻力迅速增大。
　　解決方法：調整頂速，使之與注漿量平衡，同時控制注漿環節的管理，提高注漿效果。具體有以下幾項措施：
　　(1)稀釋漿液，提高注漿壓力，直至砂層覆蓋管段被打通，之后再提高漿液濃度。
　　(2)提高漿液濃度時，膨潤土和水的比例增至2包／m³(25kg／包)，在滲透能力較強的砂層可添加萬用王，提高其絮凝力，減少漿液在砂層中的滲透量。
　　(3)要求注漿工作做到全程監控，除漿液的合理滲透損失外，每節管頂進時派專人進管查看注漿情況，跟蹤檢查管道借口，注漿口完是否好，減少人為因素造成的漿液損失。
3.8?、唷?階段
頂力穩定一段時間后開始下降，降至波谷時的60t，表明注漿已達到減阻目的，管壁潤滑較好，管壁與土層之間的漿套已經形成。
3.9?、帷怆A段
　　第27節管頂力開始直線上升，曲線變化幅度很大。按測量距離86m計算，第28節管工具頭出洞(工具頭4m)，此時正通過旋噴樁和磚墻位置，正面阻力增大，磨磚墻時更是達到了140t，磚墻破碎后，頂力迅速降至100t。由此看來，刀具的完整性在工具頭進出洞時顯得特別重要，所以在開頂前，要對刀具進行全面檢查，修復破損刀片，磨損嚴重的將其替換，保證周邊刀的完整性，確保工具頭進出洞順利。
　　從上述9個階段來看，頂力變化體現在以下四個方面：
　　(1)因地質情況采取的洞口處理方式，造成對頂力的影響，如洞口磚墻，起止水和加固土體作用的洞口旋噴樁，工具頭在進出洞口時頂力增加值約在40t～60t之間，在圖上表現在①～②和⑨ ～⑩兩個階段。
　　(2)因土質變化導致的頂力變化，土質發生變化后，不僅頂進過程的泥水循環受到影響，各種頂進參數也隨之變化，如刀盤電流、工具頭正面土壓力、管道摩阻力等。在圖上主要表現在③～④和⑥～⑦兩個階段。
　　(3)注漿環節對頂力影響很大，體現了注漿減阻的重要性，在圖上主要表現在②～③ 、⑤～⑥ 、⑦～⑧ 、⑧～⑨四個階段，
　　(4)針對泥水循環不正常采取一定措施，如提高循環水濃度和加中繼泵提高排泥能力，達到了減阻和糾偏目的，在圖上表現在④～⑤ 、⑤～⑥兩個階段。

4　小　結

　　頂管施工過程客觀因素的影響主要來自地下土質和地下水等的情況，結合頂進技術水平高低，施工過程的頂力變化也不相同。玻璃夾砂管在不同土質情況下頂進出現的頂力變化，都有其內在原因，這需要現場技術人員及時發現問題，研究分析，結合施工經驗，做出正確判斷，不斷地總結，提高施工技術。