1. 引言
随着我国现代化的进程， 城市建设步伐的加快，各种市政管线在地下纵横交错、 层叠密布，地面上的市政建筑、 道路、 铁路、交通设施也越来越多， 开挖施工越来越难以适应“安全高效、 不影响交通、 不污染环境” 的城市现代化、 文明施工的要求，但非开挖管道敷设技术则就有了用武之地。
再则， 城市施工环境变得愈来愈复杂， 难以施工、 难以控制的特点， 作为非开挖技术之一的顶管施工技术，也应与时俱进，适应社会和复杂环境的要求。本文鉴于此种情况下， 着眼于工程实例的一类顶管施工技术的研究与运用。
2. 砂层中穿越铁路顶管存在问题分析
2.1砂层中穿越铁路顶管存在的问题
粉细砂地质条件下穿越高速铁路时，顶管施工费用， 管道覆土浅的一类顶管在顶进施工过程， 砂土在刀盘的挠动下，易液化， 形成流砂，再加上泥砂量、 顶进速度控制不当， 以及循环泥浆配比不当， 就会造成顶管机刀盘前方砂质土体塌陷， 地层地基下沉，导致铁路道轨沉降量超标，或地基隆起， 影响高速铁路运行安全。
2.2导致铁轨拱降因素分析
(1)导致隆起因素分析。
①顶进时， 顶进速度过， 排土不及时， 致使土体受挤压， 导致地基土隆起，铁轨拱起;
②顶进时， 循环管进浆压力过大， 排浆压力过小， 泥浆得不及到时排放， 致使土体受挤压，导致地基土隆起，铁轨拱起。
(2)导致沉降因素分析。
①在砂层中顶进时，循环泥浆性能指标不符合要求， 起不到护壁作用，砂土在刀盘的挠动下液化， 形成流砂，造成顶管机刀盘前方砂质土体的塌陷， 地基下沉， 导致铁路轨道沉降， 影响高速铁路运行安全;
②顶进时， 顶进速度过慢， 排土量大于切削土体与进浆量， 造成地层地基下沉， 导致铁路道轨沉降;
③顶进时， 刀盘直径过大， 造成管顶超挖量过大， 注浆不及时， 管道贯通后， 没有注水泥浆稳固， 造成地基下沉，导致铁路道轨沉降;
④管节之间， 流泥、 砂， 导致土体流失， 造成地层地基下沉，甘肃顶管， 铁路道轨沉降。
3粉细砂层中穿越铁路顶管施工技术
3.1泥水平衡式机械顶管平衡原理分析
泥水平衡式顶管机是以泥水压力平衡地下水压力和机械方式平衡土压力的双重平衡功能的顶管机。它的泥水平衡原理是:具备一定浓度的循环泥浆在顶管机泥水仓内保证一定的压力，来平衡地下水压力。其机械平衡土压力的方式也非常简单， 可参照图 1。当土压力 p 作用在刀盘上时， 刀盘会产生一反力 p"。因此，可以通过控制泥水仓的压力和顶进速度来达到平衡挖掘面的水土压力，从而保持挖掘面的稳定。本文侧重讨论了采用这种泥水平衡式顶管机进行顶管施工、确保工程质量的技术要领。
3月2日，由中国石油工程项目管理公司天津设计院设计的孟加拉单点系泊及双线管道项目第二条长1497米、直径18寸的海底管道登陆定向钻回拖成功，标志着该设计技术成功转化应用，填补了项目管理公司在陆海定向钻穿越登陆设计技术方面的空白。、
在海底管道登陆方案中，陆海定向钻方法具有安全性高、保护环境、节省投资等优点，被越来越多地应用于海洋管道工程中，市场前景十分广阔。据悉，此次穿越自2月21日开始钻进，3月2日管线回拖成功，共计用时10天，是继1月28日海底管道登陆定向钻回拖成功后的又一成功实践，对陆海定向钻穿越登陆设计技术进一步积累了宝贵经验。
登陆定向钻技术成功实现工程应用，意味着中国石油工程项目管理公司在该技术领域取得了重大突破，成为该公司的又一项技术利器。
地面沉降超标或过大现象出现在顶管机机头位置，造成这种情况的原因较多，其一是非开挖顶管工程中使用新填土，顶管施工，这些土质较为松散，不够结实，可能造成沉降超标或过大；其二是顶管操作过程中，泥水压力过高对机头前方土体进行冲刷，导致出现孔洞，进而沉降超标或过大；其三是排泥量过大，机头前方无法形成压力，终导致沉降超标或过大。
非开挖顶管工程中出现沉降超标或过大情况，会严重影响非开挖工程，所以施工单位应采取防治措施。一是施工前，施工人员应认真阅读地质勘查报告，对于会影响施工的土质地段进行加固注浆处理。二是顶进过程中，顶管施工队，操作人员应严格遵守顶管操作规范，防止进水压力突然增减，控制好排泥量，保证泥水压力平衡。
展开全文