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软土地质条件下树根桩技术在保护邻近顶管施工地下管线中的应用

文档作者：杜小萍，郝鑫，赵建立文档来源：中冶天工上海十三冶建设有限公司		点击数：	更新时间： 2025年12月15日
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2013年8月上
第42卷第15期
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 103
DOI：10．7672／sgjs2013150103
软土地质条件下树根桩技术在保护邻近顶管
施工地下管线中的应用
杜小萍，郝鑫，赵建立
(中冶天工上海十三冶建设有限公司，上海201900)
【摘要]在上海市白龙港南线输送干线完善工程中，邻近顶管出洞口位置有l条西600mm上水管线，顶管施工期间
必须进行保护。首先介绍了工程遇到的问题，然后介绍了采取的树根桩保护技术措施。监测数据表明，顶管出洞
施工过程中，树根桩对该上水管有很好的保护作用，沉降数据均在允许范围内，取得良好的经济效益和社会效益。
[关键词]地下工程；顶管；树根桩；软土；应用
[中围分类号】Tu753．1；TU478 [文献标识码]A 【文章编号]1002-8498(2013)15-0103旬3
AppUcation of Root Pile in Protecting Underground
PipeHne During Construction of Pipe Jacking in Soft SoiI
Du XiaOpjng，Ha0 Xin，ZhaO Jianli
(c肘丁’cc s^Ⅱ，lgh口i^，o．13肘0l口zzⅡ唱记口f co，“打1上cl如n co．，—kd．，s^口，lg^ni 201900，c^in口)
Abstract：During construction of Bailonggang pipe jacking in Shanghai，mot piIe technoIogy was adopted
to protect(p600mm water pipeline nearby． Firsdy，the engineering difficulties were introduced in detail．
The pIIotecting technoIogy was also discussed，The monitoring data s}lows tha￡￡he roo￡pile is Very
effective to restrict the defonnation of water pipeline nearby． The setdement is controlled in allowable
range． Good social and economic benefifs are achieVed．
Key worIls：underground；pipe jacking；roo‘pile8；soft soil；application
顶管施工是将预制的箱形或圆形管节，利用顶
进设备顶人一定深度的土层中，构成立体交叉通道
或涵洞的施工方法⋯。在顶管施工尤其是顶管出
洞过程中，顶管周边的土体会发生不均匀沉降或地
表隆起，若处理不当，将造成顶管周围地下已有管
线损坏，导致管线断裂或接头错位∞1。目前，保护
地下管线主要采用悬吊法、支撑法和土体加固
法等‘引。
本文结合上海市自龙港南线输送干线完善工
程，重点介绍在保护邻近顶管施工的地下管线时采
用的树根桩技术，通过对地下管线的实时监测，分
析总结树根桩的保护效果，以供类似工程参考。
l 工程概况
上海市白龙港片区南线输送干线顶管工程在
w3～W4区闽段，采用咖2 700mm大刀盘泥水平衡
式顶管机。顶管轴线主要位于灰色淤泥质粉质黏
【作者简介】杜小萍，项目总工程师，E-md：18430253@qq．com
【收稿日期】2013ml旬6
土、灰色淤泥质黏土中。顶管顶进过程中易发生地
层损失，导致地层产生不均匀沉降。该段顶管全长
936．3m，管内底标高为一3．440一一4．590m，管道平
均埋深5．465m(4．69—6．24m)，顶管管节采用F形
钢承口式钢筋混凝土管，楔形橡胶圈接口。
施工场地西侧有l根咖600mm上水管(铸铁)，
为承插口式’，与W3号工作井顶管出洞口距离为
8．02m，上水管靠近w3号顶管井处埋深为1．6m。
上水管与顶管之间的位置关系如图1所示。顶管施
工必须保护上水管的安全。
2管线保护难点
在选择保护上水管的技术措施时，主要遇到了
以下难点。
1)该工程位于软土地区，W3号工作井内顶管
机头出洞时闯较长(约12h)，完成整个线路顶进时
间为41d，对周围土体造成的扰动较大。
2)西600mm上水管道位于顶管施工影响范围
内，顶管施工会对上水管的稳定造成不利影响。
3)施工场地十分狭小，邻近道路上方有一高压
万方数据
施工技术第42卷
图l 删mm上水管与顶管位置示意
Fig．1 P惦i6蚰of枷∞mm wa钯r蛐pply
pipe and jacking pipe
线，不利于大型机械施工。
为确保上水管安全，在顶管顶进施工之前，采
取了树根桩技术，预先将币2 700mm顶管和
币600mm上水管隔离，使顶管施工造成的影响降到
最低。
3树根桩技术应用
3．1树根桩技术
本工程采用树根桩对顶管施工过程中出洞口
附近的上水管进行保护。树根桩是一种小型钻孔
灌注桩，它是利用小型钻机按设计直径钻进至设计
深度，然后放人钢筋笼和灌浆管，注入水泥浆或水
泥砂浆，结合碎石骨料成桩。树根桩技术可用于新
建工程的地基处理、现有工程的基础托换等领域，
特别是对于场地狭窄，净空低矮的工程现场，其优
点尤为突出H1。
3．2现场应用
树根桩的现场应用如图2所示。在顶管施工前
10一14d，对新建顶管和币600mm上水管采用树根桩
进行隔离，隔离范围长14m，采用单排妒00mm树根
桩，桩长12m，桩心距为450mm。为了保证树根桩
之间的密实，在树根桩内外侧1．om范围进行压密
注浆(注浆深度同树根桩深度)。
注浆采用新鲜P·042．5水泥与掺2％水玻璃
(模数为3．0～3．3)混合液，浆液注入率为20％，注
f
w3号I作并Y／／／／／／，霹建电2 1
桩内外倾听而蠢蟊压{ 桩距顶管约3
—弋=．==_三__[L—弋—————。I树根桩距上水管约8m ＼旃工围挡；400树根桩i”1”“”1”5”rlll
老沪闵路、妒600上水管
a平面
f1．6m俄1
胤
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1600上水管畦长12r¨
顶管平土5
压密注浆一
5．465m
口400树根桩一() 压密注浆一
-——
一D 2 700顶{
m 玲
树根桩距上水管约5m树根桩距顶管约3n1
b立面
图2树根桩应用
Fig．2 R∞t piles appHcatiOⅡ
浆压力0．3～1．OMPa，水灰比≥0．5，注浆孔沿树根
桩内外两侧布置，间距1．Om，注浆深度为12m，注浆
顺序为先注两端，再注中间。
3．3施工要点
1)钻孔由于本工程从自然地面直接往下钻
孔，钻孔深度12．3m。施工中通过调整钻机动力头
输出的转速变化来适应土层的变化。钻机钻进过
程中，为防止塌孔，采用泥浆护壁。
2)第1次清孔钻机达到设计深度后，将钻杆
提起200mm左右，注入泥浆开动钻机空钻，进行清
孔作业，直至孔中流出的泥浆相对密度<1．5为止。
3)钢筋笼制作安装分段制作钢筋笼，并确保
在移动、起吊时不变形。相邻两段钢筋笼接头需错
开并保证每节钢筋笼的保护层满足要求。
4)放注浆套管注浆管采用咖20mm铁管，直
插到孔底。
5)投放填料直接往孔内填入5—25mm粒径、
用水冲洗的碎石，填入量不小于计算体积的0．9倍。
下料不宜太快，下料过程中，应轻轻敲击钢筋笼，保
证填料密实。
6)第2次清孔在填料过程中应始终利用注
浆管注水清孔。
7)注浆浆液水灰比为0．45～0．5。开始注浆
时，从1MPa的起始压力将浆液经注浆管中压出。
万方数据
2013 No．15 杜小萍等：软土地质条件下树根桩技术在保护邻近顶管施工地下管线中的应用
接着压力宜为0．1～0．3MPa，使浆液均匀上冒，直至
浆液流出孔口停止。额定注浆量不宜超过按桩身
体积计算量的3倍，达到额定注浆量时停止注浆。
8)补压第1次注浆后稳定约30min，再进行
第2次注浆，第2次注浆应边注浆边将注浆管向外
拔，并补充碎石。
9)养护树根桩施工完28d后，开始顶管出洞
的准备工作。
4现场监测
4．1 测点布置
为及时掌握顶管施工对上水管的影响，及时调
整施工方案，在顶管开顶前，在咖600mm上水管上
布置监测点，用于监测其位移变化。共设5个监测
点，如图3所示。监测频率根据顶进情况及时调整。
顶管开顶时定为12次／d(2h／次)。管道沉降位移
趋于稳定后检测频率调整为4h／次。如遇变形超过
报警值情况，应随时进行跟踪监测。
图3监测点布置平面
Fig．3 Plans of mOnitoring points
4．2报警值
压力给水管线的监测报警值单次沉降量为
±2mm，累计沉降量为±10mm”1。
4．3监测数据分析
上水管监测沉降值如图4所示，由图4可以发
现变化规律如下。
图4上水管监测沉降值
Fig．4 SettIement of water supply pipe
1)在树根桩保护范围内，监测点的累计沉降量
均在报警值之内。
2)在出洞口影响范围内，S0，s1点累计沉降量
值均在3mm内，S3点由于离树根桩距离稍远，累计
沉降量较大，但也在允许范围内。s4点由于顶管出
洞口较远，所以沉降很小。
3)在树根桩保护范围内，S0，S1，S3，S4水平位
移均为O，S2处于施工场地大门处，累计水平位移为
lmm。由此可见，树根桩对上水管起到了很好的保
护作用。
5 结语
1)在软土地质条件下，可结合现场的实际情
况，采用树根桩作为隔离墙，对邻近顶管施工的构
筑物进行保护。
2)顶管出洞时间较久，工况复杂，对邻近地下
管线的影响较大，应采取有效措施进行保护。
3)监测数据表明，在顶管出洞施工过程中，树
根桩能有效地限制地下管线周围的土体位移，避免
挤压或振动管线。
参考文献：
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国计划出版社。2009．
(上接第102页)
续时间约为2年，对于断航限流过程中可能产生的
洋泾港水质恶化，准备采取以下应急预案。
1)积极协调水务、河闸等各政府部门，一旦水
质指标恶化到一定程度，采取调水稀释处理。
2)在调水处理有一定难度的情况下，在河道中
投入相应水质处理剂，达到改善水质的目的。
3)在施工主要路口及居民小区前悬挂横幅宣
传，并列出专人联系处理电话与居民协调。
6结语
采取先施工围堰然后采取大直径过水钢管穿
越基坑的施工方法，既保证洋泾港不断流，又保证
主干道的交通不中断，还保证了顺利完成东西通道
结构施工和洋泾港桥结构施工，经济性和安全性较
好，可以为以后类似工程的施工提供参考。
参考文献：
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