顶管施工障碍物处理技术（一）

由于地下环境复杂、不确定因素较多、物探技术能力有限等原因，顶管施工不可避免会遇到各种地下障碍物。

可清除类 : 抛石、钢筋混凝土块、建筑垃圾等

不可清除类：重要建筑等的桩基、各种地下管线等

它们会影响施工进程，甚至具有一定安全隐患。因此，如何经济有效地处理这些障碍物具有重大意义。 目前常用障碍物处理技术分为两大类：

避让技术和清除技术

避让技术是通过改变顶管轨迹（包括采用曲线顶管技术）从而达到避让障碍物的目的，主要处理不可清除类障碍物；

清除技术分为地面处理技术及地下处理技术两种，可处理所有障碍物。常见的地面及地下处理技术包括以下几种：

实际工程中，障碍物的清除比避让复杂，技术要求更高，出现频率也更多。本文通过归纳整理和对比分析，主要介绍上述8种清除技术。本期将重点介绍地面处理技术。

（1）竖井开挖技术技术原理：

竖井开挖是直接通过开挖的方式取出障碍物。覆土埋深、地下水位是影响竖井开挖施工工艺的关键因素，对于覆土较浅的情况，一般通过人工或挖掘机直接开挖；若埋藏较深时，采用先开挖导井后扩挖的方法。

根据覆土埋深，竖井开挖主要分为以下3种工艺：

工程案例：

南京市外秦淮河污水截流管顶管工程，管径0.8m，埋深8.2m，地层以黏土为主，施工中遇河堤灌注桩，选用树根桩围护注浆加固后开挖清障方案。树根桩直径0.4m，桩长11.9m。

技术评价：

竖井开挖技术应用最早、技术成熟、难度较低，可处理各种类型、尺寸的障碍物，尤其是处理不可清除类障碍物（如地下重要管线）。由于是直接开挖，因此要求障碍物埋深有限，且只适用于地质条件良好、方便开挖的地层。对于埋深较深的障碍物，开挖技术处理周期较长。

考虑到障碍物所处地段、造价等各方面因素，竖井开挖技术不宜用于以下3种情况：

① 障碍物上方有特殊建（构）筑物或重要公用管线无法搬迁；

② 障碍物上方有特殊建（构）筑物或重要公用管线可以搬迁但搬迁费用过高，造成工程投资过高；

③ 管道穿越河流、池塘时遇到障碍物。

（3）钻孔清除技术技术原理：

钻孔清除技术是依靠钻探技术，从地面钻至障碍物所在位置，再对其进行相关处理。根据处理障碍物方式的不同，钻孔清除法可分为：

①回转钻进清障法

②冲击清障法

回转钻进清障法是在障碍物上方使用回转钻进装置清除障碍物（下图）。钻具一般采用硬质合金钻头，具备很强的切削能力。对于体积较小且易破除的障碍物，可直接回转破碎；否则，需钻入口径较障碍物更大的套管，再利用抓斗等取出障碍物。对于障碍物上方场地较小的情况，可使用潜孔钻机。最后需进行孔内回填、封闭孔洞工作。

回转钻进清除技术示意

回转钻进清障法安全、可靠、高效，能够切削硬度较大的块石或钢筋混凝土结构等障碍物，地质适应性强、施工周期较短。该方法可分布施工，对周边的影响达到最小，但机械投资大，且钻机自重大，要求清障处无其他管线及地下设施，对场地要求较高。

冲击清障法利用钻孔桩冲击成孔原理，以末端冲击锤的冲击能量击碎目标障碍物或者将其击出顶进区域。钻杆拔除后必须将孔洞回填，避免同步注浆时浆液从未填实的孔洞内冒出，造成地表沉降及交通影响等。

冲击清障法对场地和设备要求较低，操作技术容易掌握，施工周期较长，可清除的障碍物种类包括混凝土桩基、块石、管道、钢桩、木桩等，其地质适应性强，能适应流砂层等各类复杂地质情况。对于开口型顶管工程，无法保证泥浆进入管道内，或顶管机与障碍物有黏连时，冲击能量可能会损坏顶管机，类似情况均不推荐使用该方法。

工程案例：

目前，钻孔清除技术应用比较普遍，典型工程案例如下表所列：

需要注意的是，实际钻孔清除时，清除区域一般比顶管所遇障碍物稍大，而各个钻孔之间必须保证一定的安全距离，破碎深度至顶管机底部。

技术评价：

采用钻孔清除技术的不足是对环境影响较大，有噪声。此外，与竖井开挖技术不同，钻孔清除法只能对障碍物进行直接清除或切割后取出，完整取出障碍物较难，不宜用不可清除类障碍物的处理。当埋深较大，地层条件较好时，优先使用冲击清障法；如遇坚硬地层则宜采用回转钻井清障技术。

原文节选自：顶管施工障碍物处理技术综述

版权归原作者所有，如有侵权请联系删除

往期推荐：

非开挖知识局：处理「硬岩水平定向钻」工程的6个关键因素非开挖知识局：顶管施工法核心要点探讨

快来看看顶管大厂「唐兴装备」最近的工程案例

武汉—— 穿湖顶管“培植贰号”顺利始发

2月14日上午10点08分，随着指挥人员下达始发命令，顶管机刀盘开始缓缓转动，汤逊湖污水处理厂尾水排江工程EPC项目穿湖段3#竖井“培植贰号”顶管机顺利始发，实现项目节后复工开门红。

3#-2#井段为汤逊湖项目超大超长顶管之最，全长米，纵坡2.2‰，下穿汤逊湖，穿越地层上软下硬，局部存在浅覆盖层，这对顶进设备提出了更高的技术要求。顶管机由唐兴装备研发团队优选严选，量身定制，针对性地汇集了滚刀刮刀结合的复合刀盘，前、后、外多路供水的循环系统、带压换刀系统等特点，确保工程安全、高效的开展。在节后复工伊始，顶管机“培植贰号”顺利实现始发，即将下穿亚洲最大“城中湖”汤逊湖。

郑州——唐兴装备DN顶盾机再创新纪录

今年2月，郑东新区龙湖区域高压输电线路迁改一期工程顶管作业已累计顶进720米，创下了河南省DN顶管最长顶进长度的新纪录。

该工程所使用的DN顶盾机整机长约15米，开挖直径mm，是由安徽唐兴装备科技股份有限公司第一台大口径顶盾机，也是华中区首台顶盾设备。

成都——污水项目岩石顶管机施工

施工地点：四川省成都市

拍摄时间：年2月

设备详情：HRCΦ 岩石破碎顶管机

地质情况：泥质砂岩 砂卵石地层

工程类型：污水工程

深圳——深圳市矩形顶管工程顺利贯通

施工地点：广东省深圳市

拍摄时间：年2月

设备详情：RPB * 矩形土压顶管机

地质情况：软土

施工难点：该区域管线数量多，地质条件复杂

工程意义：助力建设深圳地铁16号线，该工程贯通后将方便周边居民出行，有利于推进深圳“东进战略”。

武汉——武汉市电力顶管工程

施工地点：湖北省武汉市

拍摄时间：年1月

设备详情：EPBΦ 土压平衡顶管机

地质情况：软土

工程类型：电力工程

工程意义：该工程贯通后，有助于完善武汉基础设施建设。

往期推荐：

非开挖知识局：唐兴装备「卵石顶管机」性能及施工案例非开挖知识局：长距离岩石顶管机型选择和润滑减阻施工技术

1分钟动画带你了解城市道路顶管施工技术，建造师常考呀

顶管大佬【唐兴装备】2022年五月顶管施工案例合集

浅夏五月，硕果累累

唐兴装备延续强劲发展态势

始终秉承“以客户为中心”的服务理念

用执着的态度、专业的实力

为客户提供安全、优质、高效的非开挖设备

实现互惠互利协同发展的企业愿景！

1. 信阳四水同治大口径岩石顶管工程

工程时间：年5月

施工地点：河南信阳

设备详情：唐兴HRC 岩石顶管机

工程类型：供水工程

地质情况：岩石

工程难点：地下岩层坚硬，沿线多为居民区和山体

工程意义：该大口径岩石顶管机施工是河南省水利建设领域的重大创新，在河南省水利建设领域尚属首次。该工程贯通后将改善城区水资源紧缺这一现状，加快补齐水利基础设施短板，为信阳城市建设、经济发展、社会和谐作出重大贡献。

2. 合肥钟油坊污水处理顶管工程

工程时间：年5月

施工地点：安徽合肥

设备详情：唐兴SPB 泥水平衡顶管机

工程类型：污水工程

地质情况：软土

顶距：约230米

工程难点：穿越闹市及居民区，地质条件复杂

工程意义：钟油坊污水处理厂工程是合肥市水环境重点建设项目，该项目按期建成投运将有效改善二十埠河道水环境质量，将重新构建钟油坊污水处理厂污水主干管收集转输系统，提高城市污水收集、处理能力，为合肥东部新中心快速发展提供重要支撑。

3. 山东狼猫山水库引水顶管工程

工程时间：年5月

施工地点：山东济南

设备详情：唐兴HRC 岩石顶管机

工程类型：引水工程

地质情况：岩石

顶距：单顶800米

工程难点：穿越距离长，跨越区域广，地质复杂

工程意义：狼猫山水库是济南市唯一的一座全国重点防洪水库，同时也是济南市东部城区城市供水唯一的地表水源地，该工程贯通后，将有效保障济南市东部城区供水。

4. 广东重点支流综合治理顶管工程

工程时间：年5月

施工地点：广东江门

设备详情：唐兴HRC600 岩石顶管机

工程类型：污水工程

地质情况：砾石

顶距：约500多米

工程难点：穿越距离长，跨越区域广，施工环境复杂

工程意义：该工程总投资30多亿元、总治理河长436公里、涉及14条跨县重点支流，该工程建设完成后，将有效解决西江、潭江流域的安全隐患和水污染问题，将完善江门市水利基础设施网络，提升江门市水安全保障能力，持续推进江门市水利治理体系和治理能力现代化。

5. 滁州市老城区雨污分流项目顶管段

工程时间：年5月

施工地点：安徽滁州

设备详情：唐兴 HRC800 岩石顶管机

工程类型：污水工程

地质情况：岩石

工程难点：分为5个顶段，穿越主城区，地质复杂

工程意义：此次对滁州市主城区实施的雨污分流改造工程，将减少雨水流入污水管道，有效疏排降水，保护河道内的天然水体，避免对环境造成污染。这项惠民工程的实施，在改善居民居住和出行环境、提升城市品质的同时，对打赢水污染防治攻坚战，促进城市可持续发展，都有着十分重要的意义。

6. 四川张家岩引水顶管工程

工程时间：年5月

施工地点：四川成都

设备详情：唐兴 HRC 岩石顶管机

工程类型：供水工程

地质情况：卵石、岩石

顶距：首段约150米

工程难点：顶距较长，穿越段地质复杂

工程意义：该引水工程总投资约18亿元，由四川省、成都市、资阳市共同出资，是成资同城化重点水利工程，项目建成后可解决资阳城区40万人饮水安全的民生工程。