针对顶管顶进线路上遇到现状运行管道的问题，以工程实例为例，提出了一种“8”字形逆作法的解决方案，既解决了顶管跨越障碍的问题，又保障了现状管道的运行安全。

工程概况

某污水处理厂外管道工程，采用顶管施工。管径为DN3000mm钢筋混凝土管，管道覆土约5~10m，顶距为300~500m。工作井及接收井尾钢筋混凝土沉井结构，亦作为永久性检查井。

地下水埋深为4~8m。场地土层分布从上至下为1层粉土、2层粉细砂、2-1层粉质黏土、3层粉土、4层粉土夹砂。

场地各层土承载力特征值及压缩模量

顶管顶进过程中采用触变泥浆减阻，管壁与各层土体摩阻力见下表。

触变泥浆减阻管壁与土体的平均摩阻力kN/m²

顶进线路上有一正在运行、不能中断的DN1100mm污水管，覆土厚度6.93m。

顶管与现状管相对关系

解决方案

设计考虑了两种方案。

1）方案一。在两管交叉位置清除障碍后顶管直接穿越。该方案的难点在于如何清除现状管并能保证其正常通水。考虑在该现状污水管上下游检查井位置设置管堵，然后在两个检查井之间用水泵调水，保证顶管施工过程中正常通水；然后采用排桩支护开挖基坑，将该两管交叉位置的现状管道切除后基坑内填土，再进行顶管施工；顶管施工完成后再次将两管交叉位置开挖，恢复切除的管道。

由于该管道高程上与顶管冲突，因此需在顶管两侧新建两座检查井，并在两座检查井之间、顶管上方铺设管道。

方案一

该方案两次开挖、两次回填、又新建两座检查井，总造价较高、施工周期长且新铺设的管道在两个新建的检查井之间形成正虹，增大了水头阻力，不利于水流通畅。

2）方案二。在两管交叉位置设置顶管接收井。接收井施工过程中必须保证现状污水管正常运行，同时又要将上下游工作井顶进的顶管机头吊出。接收井如采用沉井方案，遇到现状污水管无法下沉；如采用排桩支护方案，现状污水管位置无法打支护桩，基坑较深，排桩支护加止水帷幕总造价较高，施工周期较长。综合考虑，设计采用了“8”字形逆作法方案，即采用逆作法在现状管两侧施作两个圆形接收井吊出顶管机头，在两个圆形接收井之间设置一个矩形舱室，供现状管道穿越，同时连通两侧顶管。

“8”字形逆作法方案

“8”字形逆作法

设计思路

高压旋喷桩

井壁外侧设置4800mm@500mm高压旋喷桩，桩长10m，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比为1：0.5。旋喷桩与现状污水管道外壁净距200mm，以保证打桩时不会破坏到现状管。

高压喷桩布置

设置高压旋喷桩有3个目的：

1）形成止水帷幕，将井外的地下水隔离，形成干燥施工作业面，便于施作逆作井壁；

2）采用逆作法施作的井壁在每一节混凝土未达到设计强度前，土体无支挡结构，可能造成坑壁坍塌，旋喷桩成桩后可作为该范围内的挡土结构，确保施工安全；

3）逆作法施工到较深位置时，若井壁自重大于摩阻力，井壁将突沉，造成事故；在第一节井壁顶部设置牛腿，搁置于旋喷桩顶端，旋喷桩可承受井壁自重，避免施作过程中发生突沉。

逆作法

与沉井、排桩支护等方法相比，逆作法是唯一一种能在不扰动现状管的情况下做成接收井的方法。

从上至下分步制作井壁，先向下开挖1.5m，进行钢筋绑扎，浇筑混凝土，待混凝土强度达到设计强度时，该段井 壁形成类似于平面框架的挡土结构；然后继续向下开挖1.5m，绑扎钢筋，竖筋与上一步钢筋焊接，浇筑混凝土；依次循环，直至施作到基坑底面，最后浇筑垫层及底板混凝土。浇筑新混凝土时必须将旧混凝土松散部分除去，并用水冲洗干净，充分湿润。仔细振捣，保证新旧混凝土结合良好，防止施工缝渗水影响工程质量。

对现状污水管的保护

井壁浇筑至现状污水管底时，在污水管下方浇筑支撑板，支撑板强度达到设计要求后便可继续向下开挖作业。浇筑支撑板前需将污水管下方土体掏除，掏除厚度为支撑板的厚度。若一次性浇筑支撑板，则污水管道处于悬空状态，势必造成管道接口位移、漏水；因此设计考虑在垂直于管轴方向上分步浇筑，每步浇筑0.5m，共9步，为节省工期，在混凝土内添加早强剂。

设置隔墙

隔墙主要为井壁提供内支撑。圆井壁与矩形舱室节点位置形成阳角，根据以往工程案例，在基坑工程中阳角位置往往是最危险位置，造成基坑坍塌的概率最大，在该位置内支撑可极大地增强结构的安全性。另外，由于污水管道的支撑板是在垂直于管轴方向上分步浇筑，隔墙可作为支撑板的支座。

施工步骤

1）施作高压旋喷桩。自然地面至标高82.23m范围内空钻。

2）开挖至标高82.23m。

3）以逆作法施作井壁，分步施作。施作圆井壁时预留出顶管接收孔，施作矩形舱室时预留过水孔。孔洞采用型钢及砖砌临时封堵。

4）顶管机头进入接收井，吊出机头。

5）浇筑标高82.23m以上范围内井壁、梁板。

6）施作砖井脖，回填基坑。

应用效果

目前该工程已施工完毕，效果良好。由于该地区土体自立性较好且施工期间地下水埋置较深，因此现场实际每步向下开挖的深度较大，已达到近3m。如该方法应用于土质较差的地区，应减小每步向下开挖的深度，确保工程安全。