高 峰，陳階亮

（杭州市七格污水處理廠工程建設(shè)指揮部，浙江 杭州310016）

1 引言

近年來頂管施工技術(shù)在我國得到迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于取排水管道工程中。由于城市地下空間的限制及現(xiàn)有管線的存在，使近距離雙線平行管道的施工成為不可回避的課題。許多學(xué)者也針對頂管工程進(jìn)行了研究，其中鄒長中以吳閔污水外排穿越黃浦江頂管工程為例，詳細(xì)介紹了頂管施工的步驟和頂管施工中的一些問題[1]；胡熹竹、萬尚武等人介紹了運(yùn)用大口徑管道前后同步平行頂進(jìn)施工法完成內(nèi)徑為3500的雙排平行鋼筋混凝土管道頂進(jìn)工程的成功實(shí)例及施工措施，為頂管技術(shù)提供了一定的工程依據(jù)[2，3]；徐迎伍也進(jìn)行了頂管施工的設(shè)計(jì)和優(yōu)化的理論研究，為頂管施工技術(shù)提供了理論支持[4]；孫玉國、劉成軍研究了頂管施工過程中的糾偏技術(shù)[5]。

因此，本文結(jié)合實(shí)際工程，以杭州某污水處理廠進(jìn)廠主干管頂管工程為例，對長距離曲線頂管在頂進(jìn)過程中采取的一些關(guān)鍵技術(shù)措施進(jìn)行探討和總結(jié)。

2 工程概況

2.1 工程概述

杭州市某污水處理廠進(jìn)廠主干管工程是杭州市污水處理工程的一個重要組成部分。全程總長10km，管道內(nèi)徑2200～2400mm，采用污水雙管輸送，埋管采用PCCPE管，雙膠圈接口；頂管采用F－B型鋼承口式鋼筋混凝土管，楔形橡膠圈接口。全程共分有7個頂管段，主要穿越錢江二橋、和睦港、運(yùn)河二通道、四格排灌站等不適宜埋管施工部位，頂管距離從100～700m不等，其中穿越和睦港排澇箱涵、運(yùn)河二通道為本工程中頂管難點(diǎn)（圖1、圖2）。

圖1 總平面圖

圖2 管位斷面

2.2 地質(zhì)條件

表1 地質(zhì)參數(shù)

3 施工難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)

3.1 頂管穿越對周圍影響的控制技術(shù)

3.1.1 進(jìn)、出洞技術(shù)措施

出洞的封門采用外封門，外封門用30＃槽鋼封門，槽鋼封門內(nèi)外用防水玻璃布與防水涂料涂布。出洞前，先在洞口處安裝止水帶，其作用是防止頂管機(jī)出洞時(shí)正面的水土涌入工作井內(nèi)，其另一個作用是防止頂進(jìn)施工時(shí)壓入的減阻泥漿從此處流失，保證能夠形成完整有效的泥漿套，兩層橡膠止水板間可以壓注觸變泥漿，使管節(jié)一出洞便被泥漿包裹。出洞后，頂管機(jī)和其后的第一節(jié)至第三節(jié)管節(jié)用拉桿連在一起，形成一個整體。頂管機(jī)和管節(jié)連在一起后增加了穩(wěn)定性，對出洞后的第一個階段的頂進(jìn)施工十分有利，同時(shí)也便于在以后的頂進(jìn)施工中對頂管機(jī)進(jìn)行控制。

3.1.2 頂進(jìn)施工

頂進(jìn)時(shí)，發(fā)生偏差及時(shí)糾偏，嚴(yán)格控制正面土壓力，將土壓力波動控制在較小范圍內(nèi)，同時(shí)對軸線也要加強(qiáng)觀測，使軸線具備良好的走勢，盡量少做糾偏動作，即使糾偏，也切忌動作過大，以免對土體產(chǎn)生較大擾動。頂管機(jī)通過后，經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)壓漿，支護(hù)土體，減少后期沉降量。

為保證泥水艙壓力與正面土壓力平衡，必須有效控制頂進(jìn)速度，如頂進(jìn)速度過快，會引起頂管機(jī)正面壓力過大，造成地面隆起。反之如頂進(jìn)速度過慢則出土太多，正面土體過多流失，從而引起地面沉降。為此通過控制頂進(jìn)速度，使正面水土壓力保持穩(wěn)定平衡，從而有效地防止地面隆起及沉降。為安全、順利地穿越地面，頂進(jìn)速度宜控制在5cm/min左右。

避免管節(jié)接口、中繼間、工作井洞口及頂管機(jī)尾部等部位的水土流失和泥漿滲漏，并確保管節(jié)接口端面完好。通過信息化施工，優(yōu)化頂進(jìn)的控制參數(shù)，使地層變形最小。

3.1.3 地表沉降控制及保護(hù)措施

在推進(jìn)過程中，引起建筑物沉降的主要原因，是推進(jìn)土壓控制不穩(wěn)定，頂速過快擾動周圍土體，造成土體沉降。為防止類似的情況發(fā)生，必須做到以下幾個方面。

（1）根據(jù)土壓力及出泥情況，合理控制推進(jìn)速度，保證連續(xù)均衡施工。在需要保護(hù)的施工段，頂進(jìn)速度不宜過快，適當(dāng)放慢速度，減少保護(hù)對象下方受擾動土體范圍，避免較長時(shí)間的擱置。

“起來，起來，快起來，狗日的，沒被鬼子炸死，也被你們這幫兔崽子壓死！”趙錫田翻了身，事發(fā)突然，他被壓在最下面啃了一嘴泥，那頂呢制將帽也不知滾到哪去了。

（2）平衡處理出土量、頂進(jìn)速度、頂進(jìn)力三者關(guān)系。施工中不許空轉(zhuǎn)刀盤、不準(zhǔn)悶頂。

（3）減少工具管糾偏引起的地層移動。頂進(jìn)施工糾偏中，加強(qiáng)監(jiān)測，做到產(chǎn)生微小偏移時(shí)就及時(shí)進(jìn)行糾偏，產(chǎn)生較大偏移時(shí)，采用分次逐步糾正，勤調(diào)微糾，避免因糾偏幅度過大產(chǎn)生較大的地層移動。

（4）嚴(yán)格對膨潤泥漿的壓注管理，控制壓漿量，在施工中，做到同步壓漿和二次補(bǔ)漿結(jié)合，保證漿套的形成，防止管道外圍土體塌下填充空隙。

3.1.4 地表后期沉降控制

盡管在頂進(jìn)中采用壓注觸變泥漿的方法來填充空隙減少沉降量，但要控制最終的沉降量還要采取注漿加固的措施。

頂進(jìn)結(jié)束后，對管道外土體進(jìn)行注漿加固。用水泥漿置換膨潤土泥漿以固結(jié)土體，減少地表的最終沉降量。水泥漿由管道內(nèi)的壓漿孔壓注，漿液壓注的影響范圍應(yīng)達(dá)到管壁外50cm。注漿采用水泥水玻璃雙液漿，由管道的預(yù)留注漿孔向外壓注，注漿壓力大于0.25～0.6MPa，注漿速率為30L/min。水泥漿不僅可以置換頂進(jìn)過程中使用的觸變泥漿，同時(shí)也起到了加固土體的作用。

3.2 曲線頂管技術(shù)

頂管采用曲線頂進(jìn)。頂管管徑大，又是采用曲線并排雙管頂進(jìn)，雙管之間的凈距離為2.66m，距離偏小。

（1）曲線頂管軸線控制：頂管采用曲線頂進(jìn)和直線頂進(jìn)的最大區(qū)別，就在于對軸線的控制方法不同。目前直線頂進(jìn)采用的方法是激光經(jīng)緯儀控制，由井內(nèi)的激光經(jīng)緯儀發(fā)射一束相當(dāng)于設(shè)計(jì)軸線的激光投射到頂管機(jī)的光靶上，頂進(jìn)過程中可以從監(jiān)視器內(nèi)很直接地觀察到軸線上下左右的偏差，操作人員依據(jù)偏差作出調(diào)整。

曲線頂進(jìn)由于管道的阻擋，激光不能投射到頂管機(jī)的光靶上，曲線頂進(jìn)采用的方法是事后法控制，具體是由測量人員采用全站儀在管道內(nèi)測量出頂管機(jī)的坐標(biāo)，通過電腦配合計(jì)算出偏差，操作人員及時(shí)進(jìn)行有效的糾偏，使頂管機(jī)不致偏離較大。施工時(shí)還要經(jīng)常對測量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，以保證測量的精度。一般偏差量較小時(shí)，可以頂進(jìn)兩節(jié)測量一次，偏差量較大時(shí)，需要增加測量密度，頂進(jìn)一節(jié)測量一次。

（2）雙管之間的凈距離為2.66m，距離偏小，這會帶來一個問題：第一段頂管頂過后，對周邊的土體進(jìn)行了擾動，不利于第二段頂管的頂進(jìn)施工。另外，本次頂管施工，由于趕工期的原因，需要兩條管線前后同時(shí)頂進(jìn)，這樣有一個非常不利于頂管施工的因素：注漿時(shí)容易形成相互擊穿，不利于漿套的形成。這就要求頂管施工中嚴(yán)格控制頂管頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線的偏差，頂進(jìn)軸線發(fā)生偏差時(shí)，通過調(diào)節(jié)糾偏千斤頂?shù)纳炜s量，使偏差值逐漸減小并回至設(shè)計(jì)軸線位置。在施工過程中應(yīng)貫徹“勤測、勤糾、微糾”的原則。

（3）頂管覆土較大，該工程的頂管覆土達(dá)到11.9～12.0m。頂管覆土較大的好處是，碰到地下障礙物的可能變小，有利于對地面沉降的控制，但頂管覆土較大的壞處也同樣是明顯的，一旦碰到地下障礙物處理起來也非常困難。為了防止頂管遇到障礙，在頂管施工前采用定向鉆技術(shù)在頂管斷面位置進(jìn)行排摸，保證頂管一次成功。

3.3 監(jiān)測

頂管工作井和接收井，無論采用沉井還是基坑開挖的施工方法，都會對周圍土體產(chǎn)生一定的擾動。頂管施工時(shí)，由于土體超挖或機(jī)頭糾偏等原因，也會對上部土體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。所以，該工程除了必要的施工監(jiān)測外，另外由第三方對工程實(shí)施過程中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行全程監(jiān)測。一方面為了施工過程中，及時(shí)反饋地層沉降等相關(guān)信息，指導(dǎo)“信息化”施工；另一方面是監(jiān)測周圍建筑、管線、橋梁等在施工過程中的位移變化，避免發(fā)生破壞。

4 結(jié)語

本文以杭州某污水處理廠進(jìn)廠主干管頂管工程為背景，在施工方案優(yōu)化分析的基礎(chǔ)上，對復(fù)雜地質(zhì)條件下穿堤水平平行頂管技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對頂管頂進(jìn)全過程進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測。該工程在施工過程中，由于施工技術(shù)使用恰當(dāng)，方案組織嚴(yán)密，各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，使頂管工程圓滿結(jié)束，不僅取得了良好的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也為同類型復(fù)雜頂管施工技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。希望能對推動頂管穿堤的合理設(shè)計(jì)和施工起到積極作用。

[1]鄒長中，吳 閔.污水外排穿越黃浦江頂管的施工[J].地下空間，1998，18（增）：413～418，428.

[2]胡熹竹.大口徑管道前后同步平行頂進(jìn)施工法初探[J].上海市政工程，1999（1）：30～33.

[3]萬尚武.大口徑φ3500雙排平行頂管的施工措施[J].上海建設(shè)科技，2001（1）：16～17.

[4]徐迎伍.平行管道頂進(jìn)施工的相互影響與設(shè)計(jì)方法和施工工藝的優(yōu)化研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2000.

[5]孫玉國，劉成軍.長距離大直徑頂管施工糾偏糾扭技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005（3）：24－27.