摘要：顶管施工环节中，顶管进洞是一项不可忽视的关键组成，基于特殊的施工手段和方式，工作过程往往伴随着不同程度的风险，特别是水文地质条件显著变化下，地下水位不断增高，流砂地层状态下，怎样对其进行科学、合理的顶管进洞管理也是一项需要重点研究和探索的问题。本文在研究中将对相关工程进行详细研究，希望通过对相关施工技术措施的提出，准确分析工作中的不足和问题，从而制定更为健全的实施要点。
关键词：顶管；水下进洞施工技术；流砂地层
在我国经济发展水平稳定提升背景下，群众生产生活生活质量不断提升，这也意味着群众的环保意识明显加强，在这一基础上，顶管作为一项非开挖施工犯法也得到了十分广泛的发展和应用。在城市建设发展过程中，这一技术所应用的领域和范围都在不断拓展。但是这项技术属于典型的地下工程，施工方式存在明显的复杂性，在工作中会涉及到众多问题，如果当地地质情况复杂，很可能给顶管施工带来不同程度的风险和问题。流砂指的就是存在于地下水位以下的粉细砂、粉土等土层，受到上下动水压力影响，土粒会产生悬浮变化，并且土体会跟随水的流动所产生的一种全新地质现象。在发生流砂问题后，土层会相应的丧失承载力，周围建筑物也会因为地基变化出现建筑物下沉、倾斜等问题，严重的还可能发生建筑物倒塌等情况。所以，在此种条件下有效进行流砂的预防和控制，在顶管水下进洞施工技术的应用中也有着十分重要的影响和作用。
一、工程案例研究
某工程开设的污水主干管工程处于市中心位置，该施工区域的交通线路繁忙，人口相对比较集中，属于管线密集分布的重点位置。在工程研究中发现，顶管穿越土层的层次较多，分布相对分散[1]。由于工程沿线富含丰富的水量资源，因此该场地地下水类型属于潜水。在含水层中人工填土层和新近沉积的软弱粘土和砂性土壤也是最为关键的组成。在工作井中所采用的钢板桩可以作为挡土结构，在坑内工作过程中需要进行土体加固处理，采用逆作法施工技术进行施工项目开展。通常情况下管道需要利用泥水平衡法进行顶管施工。
二、水下进洞的主要施工方案
所谓顶管水下进洞施工技术主要指的就是在工作中避免顶管在进洞环节中出现地下水在开放动圈的位置上大量涌出，工作人员需要在接收井外水土压力平衡基础上实现对渗透问题的控制，通过主动或是被动方法，将地下用水接收到井内进行水资源回灌，当水土压力平衡发展的过程中，将顶管推入到接收井中，确保施工工艺得到最大化进步与发展。
通过对传统水下施工方法和经验的探究，通过对多种水中进洞方法的探析，本文在水下进洞施工过程中需要借助回水压仓、顶管推进和吊装机头等思路和方向开展。而这些环节的具体施工步骤分为以下几点：（1）将接收井以最短时间内进行水的回灌处理。（2）借助抽泥法对接收井中产生的垃圾进行清理或是回收。（3）在水下割除洞圈的位置上进行钢板桩安置[2]。（4）在接收的井内进行抽水处置，通过对泥沙的清理，将机头和管节的连接进行解除，实现水中进洞的要求。
三、施工技术和应对措施
（一）顶管井的施工
在实际工作中对工作井和接收井的选择都和安装环节存在直接联系，在这一工程项目中，由于地下水位较高，水土存在较大压力，因此意味着顶管设计和施工也将成为顶管工程中的重点环节。当前最常应用的顶管井有钢板桩、沉井法和逆筑法等等。在这项工程中，顶管井的井体分节制作，每节要保证控制在2-3m，具体节数要和实际高度要按照现场施工情况以及井深的条件进行适当调整，井体混凝土的强度要控制在合理的范围内。在实际研究中可知，虽然沉井式顶管井的施工周期相对较长，并且在下沉环节中，很可能引发四周出现水土流失问题，甚至造成地面出现不同程度的沉降，但是相比可知，对于流砂情况严重，并且管井周围相对空旷的情况下，选择此种方法也是最为合理的一项手段。针对工程的实际情况，并不建议对沉井进行排水法进行施工，只有保证井内和井外呈现水压的平衡，才能避免流砂问题的发生[3]。
（二）选择顶管机械
机械化顶管本身并不会出现过多的水资源浪费问题，具备技术含量高和顶管质量高的优势。尤其是在砂土层施工过程中，砂土自身并不能当做自立面进行工作，一旦发生塌陷，很可能出现其他问题，所以在此种基础上，机械化顶管就能发挥较为显著的优势作用。可以按照含水量和标准不同选择合理性的掘进机，如果标准贯入度比较小，就可以采用多刀盘土压平衡式掘进机，如果标准贯入较大，就可以选择其他手段进行掘进施工。通过对工程实际地质情况的研究，砂土层的标准贯入度一般为8.0-10.8击，因此不建议采用多刀盘土压平衡机，同时此种机械属于切削而不属于全断面，在顶进过程中管道前方的土体资源会因为受到挤压而对周围土层产生影响。
为了避免在工作中出现顶力过大问题，在顶进环节中要加强对膨润土泥浆的应用，通过管道周边的注浆保证管外壁和土层之间构建完善的环装泥浆润滑套，从而将之前干燥摩擦状态转变为液体摩擦，通过此种方式最大程度上降低顶进阻力，实现对地面沉降能力的有效控制。在实际工作中为预防贮浆池中出现泥浆离析的情况，还应该加强对泥浆的定时搅拌[4]。
（三）洞口的止水措施
按照现场施工发展的实际情况，在现场施工过程中，要提前进行预留方式的调整，确保在工作井、接收井的制作环节中进行洞口预留。在沉井施工项目开展前，工作人员需要提前进行洞口水准标高的设置，当洞口完成后进行标高项目的复核。
一般洞口位置进行土体加固主要采用的方法就是井点降水和冷冻物理方法，少部分施工会采用化学方式。化学加固手段是社会发展阶段衍生出来的一项全新技术，方法先进且效果比较显著，涉及到了很多种类。当前主要存在的有注浆法、旋喷法和深层搅拌法等等。在工程实际开展中发现，效果更为显著的就是深层搅拌桩和高压旋喷桩两种手段。深层搅拌桩自身施工设备相对庞大，因此往往会受到场地的明显限制。高压旋喷桩机比较小，可以在工作中发挥较强的止水效果，因此在施工过程中，工作人员也需要按照工期要求和经济效果进行实际方法的选择。
四、水中进洞方案的主要实施要点
（一）加强对专业水下作业队伍的选派
在工程项目开展过程中，水下进洞的重点和关键步骤都需要在水下进行，所以如果这一过程中顶管水下进洞的开展存在问题，必然需要应用较长的时间，甚至会大大增加顶管进洞的风险。因此在对顶管水下进洞方案进行实施的过程中，为保证工程质量和效果，施工团队就需要选派专业性更强，具备相关陈宫经验的水下作业队伍，只有这样才能确保水下进洞工作得到顺利开展。
（二）顶管进洞过程中避免机头出现磕头问题
在对井底板进行接收和顶管管底标高进行对比的时候可以发现，两者之间存在比较显著的差异，基于机头自身重量分布存在不均匀问题，机头重心过分靠前，所以在顶管进洞过程中如果不采用适当外力进行机头重量的调节和控制，很可能出现机头下坠，也就是我们所提出的磕头情况[5]。
在水下进洞过程中，一旦发生磕头问题必然会产生巨大的危害和负面影响，甚至出现和机头连接位置的破碎问题，是涌水涌沙事故发生的主要因素。所以在工作过程中，施工人员更需要加强对磕头情况的预防和管控。通常在顶管工程中要想预防机头磕头，就需要在井内进行接收基础或是托架的制作。在本文研究的工程项目中，接收井中存在砖块和泥沙等杂物，因此工作人员在实际工作中就应该按照速度和坡度等要求，对机头过度进行手动控制，在确保机头动态平衡的基础上，实现对机头的平稳接收，避免在工作中出现下坠问题。
（三）对洞圈和管节的间隙进行封堵，对洞圈周围土体进行加固处置
洞圈和管节间隙是顶管进洞工作中最为薄弱的环节，更是接收井和外界环境进行交流的唯一通道，所以在机头完成进洞工作后工作人员就需要第一时间内对薄弱环节进行封堵。在这项工作中，水下进洞需要采用双快水泥砌筑砖块方式，在地上完成对砂浆的拌和后，需要及时送到水下，并且由专业潜水员进行砌筑，避免在这一过程中产生的渗水问题。
（四）对井内回灌水进行抽取，加强对洞圈情况的密切观察
通过上文的研究我们应该掌握，在流砂地层中会埋设相应的管道，因此在进行井内水抽取的过程中，井内外会形成明显压力差，这也是引发流砂问题的主要外界因素。基于水下封堵洞圈和管节间隙的过程中，潜水员并不能对实际情况进行掌握，所以只能根据技术交底和摸索进行施工操作，但是在封堵工作完成后仍然可能产生渗水问题。在对井内水进行抽取的过程中，就需要加强对水位的分析，避免在工作中发生各种异常情况，在及时进行回灌水处理的过程中，开展项目的重新封堵，只有这样才能避免渗水通道的增加，甚至对工程项目的顺利发展造成危害性影响。
结束语：
综上所述，在流砂地层进行顶管施工过程中，工作人员应该加强对科学性技术和机械设备的应用，只有这样才能确保工程项目的顺利开展。在当前我国经济发展水平稳定提升背景下，科学技术水平也实现了显著发展，顶管水下进洞施工技术作为一项全新施工技术手段，已经在越来越多的施工领域中得到了发展和应用，因此加强对这一技术问题的掌握和探索也是当前最需要关注的重点问题。因此希望在本文研究过程中，广大工作人员能对技术手段有着精准认知，为应用效果的提升奠定良好基础。
参考文献：
[1] 唐俊华,李学卫.顶管水下进洞施工技术在流砂地层中的应用[J].城市道桥与防洪,2018,28(6):197-199.
[2] 成国华,陈峰.扬州市第五水厂取水顶管工程施工技术[C].//中国工程机械工业协会施工机械化新技术交流会论文集.2014,36(2):128-132.
[3] 郭彩霞,虞山.长距离顶管穿越黄河天堑——北京市政四公司顶管施工技术创新再创佳绩[J].市政技术,2012,30(3):2-3.
[4] 钟炎.既有工作井内续建接入大型排水管道施工技术[J].建筑施工,2015,39(4):502-504.
[5] 王行,刘勇,王小伟等.污水干管接入高水位运行进水井施工技术[J].施工技术,2018,47(21):42-45,91.