摘要：结合多年的实践工作经验，笔者首先分析了当前手掘式工具管砂土层顶管法施工存在的技术问题，随后探讨了开敞式手掘式工具管砂土层顶管法施工操作工艺及关键控制技术。

　　0 引言

　　手掘式工具管由于其正面敞胸，人工开挖，操作方便的优点，从顶管初期一直使用到现在，但是，采用手掘式工具管顶管法施工对地质条件有一定的要求，它特别适用于在壤土，砂壤土、粘土和泥灰等粘性土层，而对流砂、淤泥、沼泽地来说，顶管法施工受到一定的限制，特别是在砂土层中。结合多年的实践经验，笔者就沙土层顶管施工操作工艺及关键控制技术，谈谈自己的一些心得体会。

　　1 当前手掘式工具管砂土层顶管法施工存在的技术问题

　　1.1 后靠土体稳定性差 由于砂土层中砂体自稳性能很差，一方面工作井的形成较难，再加之顶管所需要的总推力要通过后背墙传递给后靠土体，而后靠土体属于无粘性的松散砂土，往往会引起后靠土体的滑动和坍塌产生大幅度位移，使后靠土体缺乏稳定性，导致顶管工作井无法形成。

　　1.2 进出洞土体不能满足工具管进出洞要求 砂土层顶管进出洞时，由于砂土层中土体属粒状结构，颗粒之间无粘性，呈松散性，流动态，导致工具管一方面很难进入土体，另一方面往往会造成大量的砂土体漏入工作井，导致洞口周围地表大面积沉陷，造成顶管工具管无法正常进出工作井和接收井。

　　1.3 挖掘面坍塌 顶管过程中，由于工具管前挖掘面的土体坍塌、流砂，很难形成工具管头部正常需要的挖土空间，一方面造成顶力加大，另一方面造成头部的流砂堆积，并且由于土体缺乏顶管所必需的导向力，导致顶管过程中的关键环节纠偏工作难以进行，并且出土量大，引起地面沉陷，造成顶管无法正常进行工作，缺乏安全性、可靠性。

　　2 开敞式手掘式工具管砂土层顶管法施工操作工艺及关键控制技术

　　2.1 顶管施工操作技术

　　2.1.1 千斤顶必须同步顶进 千斤顶不同步或千斤顶相差较大或安装精度不够，造成顶力合力偏差，尤其在软弱砂土中顶进，极易造成管道轴线偏差，为此我们试验过程中选用同样规格的两台320T千斤顶，其顶力、行程、顶速相一致，这样可以确保顶力合力与管道中心线相重合，保证管道轴线不会由于顶力相差面出现偏差。

　　2.1.2 主油缸合力中心必须与顶进方向一致 两台主油缸左右对称分布，但其合力中心直接影响顶进管道顶进的方向，由于在管道进洞时，工具管入土较浅，土的支撑面较小，支撑面的应力就较大，工具管头部易下沉，入土深度增加后支撑面应力很快减小，工具管不再下沉，为了防止在进洞初期工具管下沉，顶力的合力中心也应偏下，一般顶力合力中心低于管中心R/5~R/4。

　　2.1.3 采用先顶后挖的掘进方式 在砂土层顶管施工操作中，掘进方式上和普通粘土地区顶管正好相反，普通砂土地区掘进方式是先挖后顶，而在砂性土中，必须采用“先顶后挖”的掘进方式，由于工具管前段的管帽较长，可直接切入砂土中，这样，再进行挖土工作，由于有了管帽的保护，一方面工作人员能在安全保护下进行，另一方面，由于管帽的阻挡，又防止大量流砂坍塌，或出砂量过大，及引起地面沉降等的问题。

　　2.1.4 设置活动隔板 在顶管过程中，为了防止正面阻力过大，可将水平隔板设计为活动隔板，顶进时取掉隔板，顶进后再插入隔板，这样既可防止顶管阻力太大，又可保证挖土工作时防止砂土坍塌。

　　2.1.5 充分利用砂土的假粘聚现象 由于本试验地段属一般性风积砂地区，风积砂尽管其C值很小，但顶管处的砂土，由于具有一定含水量而存在着假粘聚现象，因此每次顶进后尽快将其格栅上的砂土清理，挖掘面的砂土由于存在假粘聚力，并不会立即发生坍塌和流砂现象，从而使挖掘面保持短暂的稳定.

　　2.1.6 顶进速度控制 顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合，再按正常顶进速度顶进，顶进中发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续.回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。另外，挖出的土应及时外运，及时顶进，尽可能使顶力限制在较小的范围。

　　2.2 砂土层顶管顶进方向偏离的原因及其特点

　　2.2.1 顶进方向偏离的原因 顶管过程中，由于各种原因使管道偏离轴线是经常发生的，分析顶管施工偏差的原因主要是由于作用于工具管的外力不平衡造成的，外力不平衡的主要原因有:

　　①推进管线不可能绝对在一直线上。

[1] [2] [3]  下一页