陳楚榮

（廣州市自來(lái)水公司，廣東 廣州 510000）

前言

近年來(lái)，在市政給排水施工中采用頂管技術(shù)的案例越來(lái)越多，其施工的優(yōu)勢(shì)很明顯，可以在很深的地下鋪設(shè)管道；對(duì)交通的干擾小，無(wú)需隔斷交通；可以穿越障礙物；施工噪音和振動(dòng)都很?。粚?duì)施工區(qū)域周圍的影響很小；能夠安全地穿越公路、鐵路；在城區(qū)內(nèi)施工如果地下水不十分豐富，以及管道埋深較淺的情況下經(jīng)濟(jì)性更好。本文就廣深公路供水管工程實(shí)例對(duì)頂管施工技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能給同行帶來(lái)一些參考價(jià)值。

1 工程概況

該工程為廣州市自來(lái)水公司給水管，頂管規(guī)格為DN1400的鋼管，壁厚為20mm，頂管全長(zhǎng)為40 米，管道埋深6 米。該段管道由于要穿越廣深公路，而廣深公路車流量大，地下管線十分復(fù)雜，牽涉到部隊(duì)的輸油干管，所以采用頂管法鋪設(shè)地下管道是很合理的。

2 頂管施工工藝

頂管法施工是在管道的沿線按設(shè)計(jì)的方案設(shè)置工作井和接收井，工作井內(nèi)設(shè)置堅(jiān)固的后座，接好照明、泥漿管、油管等管線，然后用油壓千斤頂將需要埋設(shè)的管道緩慢頂進(jìn)，通過(guò)壓漿系統(tǒng)使管節(jié)周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行，在頂進(jìn)的過(guò)程中不斷控制頂管的方向，邊頂進(jìn)邊排土邊調(diào)整，直至將需要埋設(shè)的管道頂進(jìn)接收井內(nèi)。根據(jù)工程的實(shí)際情況，本工程采用機(jī)械式泥水切削氣壓平衡頂管工藝。

頂管施工的基本工藝為：測(cè)量放線→頂管工作井、接收井施工→設(shè)置平臺(tái)→后座施工→鋪設(shè)導(dǎo)軌→頂鎬、頂鐵、油泵就位→復(fù)測(cè)高程和中心線→安裝鋼管→穿墻→頂進(jìn)→管壁注射觸變泥漿→復(fù)測(cè)、矯正管道中心線→工具頭回收→工作井、接收井回填。

3 頂管施工技術(shù)的質(zhì)量保證措施

3.1 工作井及接收井的布置

工作豎井的尺寸計(jì)算見(jiàn)式（1）、式（2）。

式中：B-工作豎井底部開(kāi)挖寬度；D-管外徑；

b-管兩側(cè)的操作空間，一般為1.2～1.6m；

c-撐板厚度，一般為2m；

L-工作豎井的底部開(kāi)挖長(zhǎng)度；L1-管節(jié)長(zhǎng)度；

L2-頂鎬長(zhǎng)度；L3-出土工作空間長(zhǎng)度；

L4-后背墻的厚度；

L5-穩(wěn)管時(shí)已頂進(jìn)的管節(jié)留在導(dǎo)軌上的最小長(zhǎng)度，一般為0.3～0.6m。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，工作豎井長(zhǎng)*寬*高=12m*8.5m*6.5m，接收豎井長(zhǎng)*寬*高=5.5m*8.5m*6.5m。井內(nèi)設(shè)集水坑，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯，以方便施工人員使用。

導(dǎo)軌采用38kg/m的重軌，左右各一根，軌長(zhǎng)為6m，軌高為134mm，管道底部距枕木頂按50mm 設(shè)置，軌距為235mm。

3.2 頂進(jìn)設(shè)備的選擇

頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運(yùn)土設(shè)備等。千斤頂是掘進(jìn)的主要設(shè)備，根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際情況確定采用4只千斤頂，分兩列布置，主頂采用單沖程千斤頂，總行程為1.1m，最大頂力為30KN，主頂總頂力最大可達(dá)120KN。

工具管分開(kāi)挖艙和操作艙兩部分，中間有鋼板密封隔離，開(kāi)挖艙設(shè)有擋土格柵、泥土攪拌器、防爆照明燈、高壓水槍、加氣孔，底部為吸泥口。隔離鋼板中央設(shè)一道水密閘門，供人員進(jìn)入開(kāi)挖艙排障。

3.3 頂進(jìn)施工

3.3.1 機(jī)頭就位、開(kāi)洞門

為了增加開(kāi)洞門時(shí)的安全性，在工作井的前壁墻沿管外壁上方環(huán)向200～300mm 間距打入φ48mm*3的棚架管，壓注水泥漿進(jìn)行土層加固。

開(kāi)動(dòng)千斤頂將機(jī)頭頂?shù)骄嚯x洞門35cm處先停下，在洞門處用風(fēng)鎬開(kāi)鑿洞門混凝土。洞門的直徑應(yīng)該比機(jī)頭外徑大，如預(yù)先埋入環(huán)形套管時(shí)，則環(huán)形套管內(nèi)徑比機(jī)頭外徑大6cm 左右，再安裝好密封止水膠圈，然后機(jī)頭出洞頂進(jìn)約3.2m，機(jī)頭脫離導(dǎo)軌后并測(cè)量機(jī)身高程、坡度是否符合要求，不符合時(shí)要進(jìn)行糾偏。

洞門封閉做法：洞門處現(xiàn)澆200mm 厚混凝土止水墻，按管道中心及管外壁尺寸要求設(shè)置。在規(guī)定直徑圓弧上鉆孔安裝膨脹螺栓，用壓板和螺栓固定平板橡膠密封圈。平板橡膠密封圈中心應(yīng)與鋼管在一個(gè)中心上。做好洞門封閉是頂管用好觸變泥漿減阻的重要措施，否則，觸變泥漿不能在管外壁形成減阻的泥漿套。

3.3.2 下管

利用卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑輪組下管。管節(jié)應(yīng)避免碰撞導(dǎo)軌。第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上，與機(jī)頭導(dǎo)向環(huán)連接牢固，管道中心線依據(jù)施工圖上的位置而定，前端和后端的高程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，確定準(zhǔn)確后方可頂進(jìn)。

3.3.3 頂進(jìn)

頂進(jìn)應(yīng)與管外圍注漿同步進(jìn)行，以保證管外圍充滿泥漿套，充分發(fā)揮減阻和支承地層的作用。頂進(jìn)速度一般為3～4cm/min，最大不超過(guò)5cm/min。頂進(jìn)剛開(kāi)始時(shí)要勤測(cè)量，每頂進(jìn)30cm 就要對(duì)中心及高程進(jìn)行一次測(cè)量，正常頂進(jìn)每0.8～1m，測(cè)量記錄一次，并保存好原始頂進(jìn)記錄，發(fā)現(xiàn)超偏幾時(shí)糾正。糾偏使用頂管機(jī)頭附設(shè)的糾偏系統(tǒng)。為了保證施工質(zhì)量，頂管施工的前3 米以及正在校正偏差過(guò)程中要對(duì)高程和中心線一鎬一測(cè)。頂進(jìn)糾偏操作要堅(jiān)持“勤測(cè)量”、“勤糾偏”的工藝原則，同時(shí)還要遵循以下兩點(diǎn)：一是每次糾偏量不宜過(guò)大，而且要注意發(fā)展趨勢(shì)；二是出現(xiàn)高低與左右均發(fā)生偏差時(shí)，先糾正偏差大的，后糾正偏差小的。

在頂進(jìn)中如果遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，并及時(shí)采取有效措施，安全處理完畢后方可繼續(xù)頂進(jìn)：發(fā)生塌方或者遇到障礙物；后背傾斜或者嚴(yán)重變形；頂鐵發(fā)生扭曲；管位偏差過(guò)大且校正無(wú)效；頂力較設(shè)計(jì)值大，接近管節(jié)端面的許可承受頂力。

頂管完成捻口后，對(duì)管道進(jìn)行置換加固（壓水泥漿加固）。壓漿由管內(nèi)預(yù)留的壓漿孔進(jìn)行壓注，壓漿次數(shù)不得少于3 次，兩次間隔時(shí)間不得大于24 小時(shí)，并做好壓漿記錄。

3.3.4 頂管過(guò)程中其他要注意的事項(xiàng)

在確認(rèn)地下水位降至管底以下50cm 時(shí)方可開(kāi)始頂進(jìn)施工；必須加強(qiáng)對(duì)頂管附近地表的沉降觀測(cè)；要將管道的防腐效果作為驗(yàn)收的重點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)焊縫探傷檢驗(yàn)。

3.3.4 工作井、接收井回填

頂管工程結(jié)束72 小時(shí)后，才可進(jìn)行自來(lái)水鋼管的安裝。自來(lái)水鋼管經(jīng)過(guò)1MPa的試壓驗(yàn)收后，方可進(jìn)行工作井、接收井的回填。

4 小結(jié)

頂管技術(shù)徹底解決了管道埋設(shè)施工中對(duì)城市建筑物的破壞和道路交通堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)方面凸顯其優(yōu)勢(shì)。這對(duì)交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個(gè)潔凈、舒適和美好的環(huán)境。

[1]上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院.給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程 [S].工程建設(shè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)，2008-07-01.