鄧寧

【摘 要】本文以南寧市亭洪路延長線（壯錦大道-規(guī)劃七路）污水管道工程施工為例，論述了頂管施工要點及控制措施。

【關鍵詞】膨脹固化土;頂管技術;施工;應用

中圖分類號： S156.2 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）02-0056-002

【Abstract】Taking the sewage pipeline construction of the extension line of Tinghong Road（Zhuangjin Avenue-Planning Seven Road）in Nanning City as an example，this paper discusses the key points and control measures of pipe jacking construction.

【Key words】Expansion solidified soil; Pipe jacking technology; Application

長期以來，城市建設過程中，由于排水、煤氣、電力、通信等管道施工，城市道路被頻繁開挖，嚴重影響了人民的生活。頂管施工技術不需開挖地面，并且能夠穿越公路、鐵路、河道、湖 泊、建筑物、以及各種地下管線等，解決了市政施工難題。

管道施工結束后，在施工過程中造成管道與土層之間的空隙需要進行填充，目前普遍采用的填充材料是水泥漿，采用水泥漿進行管隙填充存在幾個問題：第一，由于水泥漿體密度大、流動性能好，在填充的過程中可以填充各種縫隙，造成水泥的用量不可控;第二，水泥漿體水化后會收縮，由于在填充的過程中不能保證管道空隙的均勻性，故水泥漿體硬化后在管道長度范圍內(nèi)的收縮率不同，導致管道以上土體發(fā)生不均與沉降;第三，水泥漿體硬化后強度較高，管道在使用的過程中一旦發(fā)生損壞，修補工作很難進行。綜合以上頂管施工管隙水泥漿體灌漿的弊端，迫切需要一種新的填充材料解決以上問題。

膨脹固化土是理想的頂管施工管隙灌漿土體復合材料，加入固化劑、膨脹劑的土體強度略高于未開挖前的強度，但不會太高，不會改變土體內(nèi)部的受力，方便管道進行維修檢查，由于加入膨脹劑，固化土在固化后不會收縮，不存在管道以上土體的不均勻沉降問題;同時，灌漿的主要材料—土壤取于管道開挖的廢料，不需要棄土，具有較好的經(jīng)濟環(huán)保效益和推廣應用價值。

1 頂管施工技術原理

1.1 頂管施工原理

頂管施工的基本原理為：從地面開挖兩個基坑井，然后管節(jié)從工作井安放，通過主頂千斤頂或中繼間的頂推機械的頂進，推動管節(jié)從工作井預留口穿出，穿越土層到達接收井的預留口邊，然后通過接收井的預留口穿出，形成管道的施工。同時，在施工過程中，緊隨著鉆桿管的管道或掘進機后的管道將埋于兩個坑之間，以達到順利完成施工任務的目的。在長距離頂管施工中，由于主缸頂管推力不足，為了克服管壁周圍的阻力，通常采用分段施工的方式施工。在不同管道之間設置中繼站，在管壁周圍添加抗磨劑，方便長距離頂管施工的順利進行，使其在市政工程建設中發(fā)揮更好的作用。

1.2 頂管施工技術優(yōu)勢

與開挖方法相比，頂管施工具有顯著的特點和優(yōu)點。例如，頂管施工僅采用工作基坑和接收基坑。整個施工過程安全可靠，對交通影響小，有利于市政工程車輛安全順利通過。在頂管施工中，工程量相對較小，只需要挖出管段的土層即可。施工任務少，能有效減少對周圍建筑物的破壞，有利于實施安全文明的施工要求。同時可以節(jié)省人工和機械成本，達到節(jié)約施工成本的目的。

1.3 頂管施工不足

但需要注意的是，與開挖法相比，頂管法也存在明顯的缺陷和不足。例如頂管施工中曲率半徑小，頂管施工過程中會結合各種曲線，增加施工難度，給工程施工帶來不利影響。頂管施工通過軟土層時，如果質量控制不到位，很容易發(fā)生偏差，加大施工控制難度，糾正這種偏差也很困難。如果忽視改進措施，很容易導致管道沉降不均勻，不利于提高工程質量。

2 性能測試分析

為了進一步了解和掌握固化劑的性能和使用方法，選擇了有代表性的土壤排水段匹配測試，測試結果如表1所示，結果表明，當固化劑的劑量按照0.25%，即6000g的黏土摻加15g的固化劑的條件下可以得到的固化土的28d抗壓強度最大，可以達到1.92MPa，當固化劑的劑量為0.1%時得到的固化土的28d的浸水抗壓強度最大，可以達到1.13MPa。試驗結果表明，使用水泥固化膨脹土的28d抗壓強度主要取決于水泥的摻量，固化劑的劑量對28d抗壓強度影響不大。而浸水后的強度并不是隨著固化劑的劑量的增加而增大，而是劑量為0.1%的28d浸水抗壓強度最大，原因可能是固化劑的摻量增加后導致試件的吸水率增加從而降低了強度。因此，性能測試中選擇使用固化劑的摻量為0.1%的材料摻和比例。

3 頂管施工技術在市政工程中的應用

3.1 施工前技術準備

施工前應試圖了解土壤的物理性質（粒度、水分、塑性指數(shù)和滲透系數(shù)），分布（分布范圍和深度），力學參數(shù)（內(nèi)摩擦角、凝聚力和標準貫入值）等等。了解地下水的狀態(tài)及其變化規(guī)律、地下水位、水源及是否受潮汐影響。如果砂層存在，就有必要查明砂的含量以及砂的級配關系和細度。巖石圈是否有裂縫發(fā)育應明確;如果風化巖層需要定義為強風化、中風化或弱風化，其抗壓強度和抗剪強度是多少，屬于砂巖或粉質泥巖，是整體結構還是條狀結構。

3.2 頂升線確定及井位設計

頂升距離由設備條件和周圍環(huán)境決定?？紤]到工作井成本高，有必要盡可能減少工作井的數(shù)量。目前，管道設計院主要按照露天礦設計模式進行管道設計。因此，在現(xiàn)場調研后，應盡可能優(yōu)化線路設計，避免土層對頂管施工的不利影響，盡量避免建筑物和樹木。在每一口工作或接收井的設計中，最好檢查井的位置。線路與周邊結構的距離設計時要考慮到未來檢查井的方便和空間，避免沖突。根據(jù)設計單位的研究成果，可以根據(jù)目前的技術要求適當延長探井間距。土層頂進深度范圍較復雜的，應與設計部門協(xié)商標高。

3.3 頂推推力及管道設計

頂力的計算方法和模型很多，但只能考慮定性分析和綜合評價。傳統(tǒng)上頂推推力主要與土質及頂推推力是否注漿有關，但實際上頂推推力與設備形式等諸多因素有關。采用管材形式、土層變化、靠背剛度、是否有偏差校正、工作形式好、頂升速度快、實踐表明，整個三維模型和多參數(shù)系統(tǒng)主要用于頂進過程的仿真在加工過程中對結構的各個部分施加應力。關于鋼管設計、鋼管配筋量、混凝土強度、混凝土端部處理、鋼筋布置等。

3.4 現(xiàn)場施工管理

在現(xiàn)場施工中，管道經(jīng)常含有污垢或施工殘留物，應及時清理，否則會給閥門、儀表和設備帶來嚴重損壞。管道鋪設、焊接零件清洗前后，可大大減少系統(tǒng)清洗完畢后的工作量。清洗后，可對系統(tǒng)進行分壓或整體壓力試驗，并對系統(tǒng)強度和密封性進行試驗。

3.5 測量線設置和現(xiàn)場電平

在槽的底部，根據(jù)槽高設計對固定樁進行測量和找平。渠段兩側敷設后，溝槽底部應比墻基礎高30～40mm。清除粒徑大于40mm的石頭、雜草、根莖等雜物。槽底砂應疏松、均勻、均勻，特別是底部的墻土應填土，嚴禁破碎。

3.6 土壤類型和含水量的測定

含水率適宜在12%～18%之間，但不宜超過25%，土壤含水率過小或過大應灑水或烘干。

3.7 鋪裝、混合、固化劑

按確定的比例計算每100平方米的用量，并將固化土放入袋中。根據(jù)經(jīng)驗，它是均勻分布的。然后用（或手扶拖拉機）多拉齒耙4次以上拌勻，手工用鐵耙局部找平或拌勻墻腳。深層攪拌溫度一般控制在15攝氏度左右，攪拌均勻。

3.8 軋制養(yǎng)護

石磨的尺寸可根據(jù)施工方便而定。軋制的密實度應控制在90%以上。軋制后，及時用薄塑料膜或草皮覆蓋1～2d，并根據(jù)氣候條件適當噴施養(yǎng)護。應注意保護已形成的凝固部件。不要使用重型車輛或重物。

4 市政工程頂管施工技術中應注意的問題

4.1 水文地質勘查

頂管施工前，必須嚴格按照要求進行水文地質調查，掌握工程施工的基本條件，制定施工方案，有效指導工程施工。為了解土層地質變化，應對回填土帶采取加固措施，注意沉降觀測，防止地表沉降范圍過大的發(fā)生，保證地基的穩(wěn)定性和可靠性。

4.2 頂起計算

在整個施工過程中，應重點進行頂升計算，熟練運用計算公式，準確計算頂升推力。有必要選擇合適的缸型，計算最大頂進力，然后運用改進和控制對策，提出合理的加固方案。

5 結語

市政工程施工，膨脹固化土材料施工技術具有明顯的優(yōu)勢，它不僅可以徹底解決管道開挖混亂的問題，也可以有效應對最糟糕的地下土壤條件，同時，減少對其他專業(yè)工程的影響，針對復雜地形和交通布局建設規(guī)劃的城市有許多特點，如經(jīng)濟、快速、準確和安全。因此，施工單位在市政工程中要合理利用膨脹固化土頂管施工技術，把握其施工特點，采取有效措施石長虹控制了整個施工行為，最終推動了市政工程的快速發(fā)展。

【參考文獻】

[1]賈連輝.矩形頂管在城市地下空間開發(fā)中的應用及前景[J].隧道建設，2016.

[2]魏新江，魏綱.水平平行頂管引起的地面沉降計算方法研究[J].巖土力學，2006.