陳楚榮

（廣州市自來水公司，廣東 廣州 510000）

前言

近年來，在市政給排水施工中采用頂管技術(shù)的案例越來越多，其施工的優(yōu)勢很明顯，可以在很深的地下鋪設(shè)管道；對交通的干擾小，無需隔斷交通；可以穿越障礙物；施工噪音和振動都很小；對施工區(qū)域周圍的影響很??；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)濟性更好。本文就廣深公路供水管工程實例對頂管施工技術(shù)進行了分析，希望能給同行帶來一些參考價值。

1 工程概況

該工程為廣州市自來水公司給水管，頂管規(guī)格為DN1400的鋼管，壁厚為20mm，頂管全長為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)計的方案設(shè)置工作井和接收井，工作井內(nèi)設(shè)置堅固的后座，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，通過壓漿系統(tǒng)使管節(jié)周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行，在頂進的過程中不斷控制頂管的方向，邊頂進邊排土邊調(diào)整，直至將需要埋設(shè)的管道頂進接收井內(nèi)。根據(jù)工程的實際情況，本工程采用機械式泥水切削氣壓平衡頂管工藝。

頂管施工的基本工藝為：測量放線→頂管工作井、接收井施工→設(shè)置平臺→后座施工→鋪設(shè)導軌→頂鎬、頂鐵、油泵就位→復(fù)測高程和中心線→安裝鋼管→穿墻→頂進→管壁注射觸變泥漿→復(fù)測、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

工作豎井的尺寸計算見式（1）、式（2）。

式中：B-工作豎井底部開挖寬度；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-工作豎井的底部開挖長度；L1-管節(jié)長度；

L2-頂鎬長度；L3-出土工作空間長度；

L4-后背墻的厚度；

L5-穩(wěn)管時已頂進的管節(jié)留在導軌上的最小長度，一般為0.3～0.6m。

經(jīng)過計算，工作豎井長*寬*高=12m*8.5m*6.5m，接收豎井長*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。

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

3.2 頂進設(shè)備的選擇

頂進設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運土設(shè)備等。千斤頂是掘進的主要設(shè)備，根據(jù)理論計算和實際情況確定采用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120KN。

工具管分開挖艙和操作艙兩部分，中間有鋼板密封隔離，開挖艙設(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，供人員進入開挖艙排障。

3.3 頂進施工

3.3.1 機頭就位、開洞門

為了增加開洞門時的安全性，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，壓注水泥漿進行土層加固。

開動千斤頂將機頭頂?shù)骄嚯x洞門35cm處先停下，在洞門處用風鎬開鑿洞門混凝土。洞門的直徑應(yīng)該比機頭外徑大，如預(yù)先埋入環(huán)形套管時，則環(huán)形套管內(nèi)徑比機頭外徑大6cm 左右，再安裝好密封止水膠圈，然后機頭出洞頂進約3.2m，機頭脫離導軌后并測量機身高程、坡度是否符合要求，不符合時要進行糾偏。

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

利用卷揚機、滑輪組下管。管節(jié)應(yīng)避免碰撞導軌。第一節(jié)管下到導軌上，與機頭導向環(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)計要求，確定準確后方可頂進。

3.3.3 頂進

頂進應(yīng)與管外圍注漿同步進行，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。頂進速度一般為3～4cm/min，最大不超過5cm/min。頂進剛開始時要勤測量，每頂進30cm 就要對中心及高程進行一次測量，正常頂進每0.8～1m，測量記錄一次，并保存好原始頂進記錄，發(fā)現(xiàn)超偏幾時糾正。糾偏使用頂管機頭附設(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程中要對高程和中心線一鎬一測。頂進糾偏操作要堅持“勤測量”、“勤糾偏”的工藝原則，同時還要遵循以下兩點：一是每次糾偏量不宜過大，而且要注意發(fā)展趨勢；二是出現(xiàn)高低與左右均發(fā)生偏差時，先糾正偏差大的，后糾正偏差小的。

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

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

3.3.4 頂管過程中其他要注意的事項

在確認地下水位降至管底以下50cm 時方可開始頂進施工；必須加強對頂管附近地表的沉降觀測；要將管道的防腐效果作為驗收的重點，同時加強焊縫探傷檢驗。

3.3.4 工作井、接收井回填

頂管工程結(jié)束72 小時后，才可進行自來水鋼管的安裝。自來水鋼管經(jīng)過1MPa的試壓驗收后，方可進行工作井、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)境保護方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、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)造一個潔凈、舒適和美好的環(huán)境。

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