1. 工程概况1.1 顶管工程概况
顶管工程地处珠江三角洲地区佛山市，为污水管线下穿高压燃气管道（DN500）。两管垂直相交，污水管道在下，高压燃气管在上，相距4.1m。高压燃气管道距离工作井及接收井的水平距离分别为8.5m、8.4m；顶管设计管径D1000，下穿段顶进长度16.9m。高压燃气管道设计压力4.4MPa，管节的连接方式为焊接，管线为直埋且无垫层。
1.2 水文地质情况
工程项目位于珠江三角洲淤积冲积平原区，工程沿线地处珠江流域中下游的河网区，大小鱼塘较多，水系较为发育。根据钻孔情况可知，工程区域位于海陆交互冲积层，主要成分为淤泥质土（夹带粉细砂），取芯率低，层厚15.5m，灰黑色，饱和，流塑，韧性低，干强度低。
地质柱状图见图1。
2. 顶管工作井施工
工作井设计直径为7.0m，开挖深度7.4m；接收井设计直径为5.0m，开挖深度为7.1m。沉井施工防止流砂措施：沉井内取土施工前应对沉井周边进行加固，防止井壁四周的淤泥质砂因取土流失造成高压燃气管道下沉破损。本工程实践证明，采用15m拉森IV型钢板桩对沉井四周进行环形支护，整个沉井下沉过程未见高压燃气管道出现沉井位移。沉井底板混凝土强度达到100%，采用中粗砂对井壁与钢板桩间1m范围进行回填并夯实。
3. 污水管道顶进施工3.1顶进施工
（1）顶进速率控制指标。顶进速率是顶管顶进施工技术的一个重要参数，与循环浆液指标及土地地质三者相互统一而又相互制约，控制顶进速率应考虑以下要求：①顶进开始应着重控制速率，缓慢进行并逐步匀速提高至正常速率，临近顶进结束时逐步降低顶进速率。②施工前查明地质情况，根据地质参数确定合理顶进速率。在施工过程中则依据排渣量及循环浆液性质变化适当调整：本工程在深层淤泥质粉细砂地质条件下，顶进速率控制在3.5~4.5cm/min，能有效保证顶进工作的顺利进行。
（2）顶进循环浆液指标控制。循环浆液的质量指标是贯穿整个顶进过程的重要参数，在深层淤泥质砂地质中尤为重要，直接关系着周边淤泥质砂土体稳定性。其主要控制指标：泥水比重、粘度及析水量。
循环浆液的泥水重指标在顶进过程中起主控作用。根据施工经验和相邻段落参数，在本工程的淤泥质砂土顶进中，循环浆液比重控制在1.15~1.25g/cm³，可以保证挖削面整体稳定。
循环浆液的粘度和泥水比重是相互关联的指标，控制不当将影响循环浆液的输送速率。在本工程中，泥水粘度控制在22~25s，此外适当添加CMC粘结剂可以有效控制循环浆液的粘度。循环浆液的析水量同样是证明泥水悬浮性能的指标。在淤泥质粉细砂地质中，泥水的析水量应小于5%。降低土颗粒和提高泥浆的粘度，是保证析水量合格的主要手段。
3.2 顶管管道接头止水
本项目顶进污水管道为Ⅲ钢筋混凝土管材，采用钢承口（F型接口）形式，采用止水橡胶圈密封。为防止地下水和淤泥质砂涌入，管道接口位置橡胶圈应正确就位，发现止水橡胶圈损坏必须及时更换。
4. 保证顶进安全的施工技术措施
本项目地质具有特殊性，饱和流塑状淤泥质砂的内聚力极小、稳定性极差，在机械扰动下容易出现大面积渗流，这对高压燃气管道的损伤是致命的。防止整个施工过程出现大面积流砂或涌水，对施工范围内淤泥质砂的加固稳定是本论文研究之重点。
4.1 顶进洞口的止砂措施
（1）开洞前止砂。为了防止出现流砂不止的现象，洞口加固是必然的。本项目采用高压旋喷桩对洞口外砂层进行加固，设计桩径60cm、孔距40cm，加固深度采用L=H+0.45m（L：桩长；H：沉井深度）计算。各桩相互咬合，形成止水帷幕。
（2）顶进过程止砂。顶进过程中，为确保顶进过程中污水管道周边循环浆液膜的完整，并避免洞口上方路面因流砂造成沉陷，应在洞口设置止水装置，防止顶进过程中地下水和循环浆液流到工作井中。本工程是先在工作井洞口处做一弓形的钢筋砼止水墙，以设计的顶管轴线为中心，在洞口周边打16mm膨胀螺栓20个，环向均布，间距250mm。先安装钢套环，在钢套环与钢筋砼墙之间设橡胶止水片止水，用圆环形钢板固定洞口止水橡胶板并加装扇形钢压板防止橡胶止水板被挤翻。该钢套环中心是洞口止水装置的中心，也是设计管道轴线。
4.2 监控量测
本工程涉及的高压燃气管道的最大允许沉降位移控制值为10mm，倾斜率控制值为0.002，沉降速率控制在0.5~0.7mm/d。由于高压燃气管道损毁易发生大范围中毒伤亡事件，顶管工作井开工前必须先勘探高压燃气管道具体位置。探坑采用人工开挖，严禁使用机械开挖。
（1）观测点的布设。顶进方向观测点布设间距不得大于3m，垂直方向间距5m，不少于3个：在高压燃气管道探坑部位加密布设观测点。
（2）观测频率及预警。整个顶进过程中原则上每顶进1节（2m）监测一次沉降位移变化。当顶进机头与高压燃气管道水平距离为3m时，应加大观测频率，每顶进50cm，停止顶进1h，对布设的观测点进行一次沉降位移观测。
在顶进过程中若发现高压燃气管道顶部的累计沉降值接近预警值（10×80%=8mm），即进入预警状态，停止现场各种施工作业，疏散人员并及时与高压燃气管道产权单位取得联系，查明原因后对高压燃气管道采取有效的保护措施，排除安全施工隐患后方可恢复顶进施工。
本顶管施工中，采取上述各项措施后，实际顶进过程中最大沉降值为6mm，高压燃气管道的整体安全稳定性得到有效控制，顶进过程与沉降关系如图2所示。
此外，污水顶进管道贯通后，仍需对高压燃气管道进行沉降观测，持续1周，杜绝安全事故发生。
5. 结束语
管道顶进施工技术是城市道路施工中的一种非开挖技术，因高效、环保、便捷等施工优势在实践中得到了广泛应用。高压燃气管道破损带来的社会危害是巨大的，淤泥质砂地质中尤其应重视高压燃气管道的保护，应采用有效措施减少高压燃气管道及顶进管道附近沙土流失。笔者结合现场经验，对沉井施工过程、洞口开孔及顶进过程中可能出现饱和淤泥质砂流砂的问题采取相应施工保障措施，从而起到保护高压燃气管道的效果。
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